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MR500系列變頻器在空壓機應用

2019-05-16 武漢邁信電氣技術有限公司

一、應用介紹


常見大中型空壓機為螺桿式或活塞式壓縮機。工作時由一臺電動機帶動螺桿或活塞向氣罐充氣,當氣罐壓力升至設定的最高壓力時離合片動作,電機自動卸載,電機空轉,螺桿或活塞停止壓縮空氣,空壓機主電機運行方式為星型到三角降壓起動后再全壓運行。加、卸載供氣控制方式為進氣閥開關控制方式,即壓力達到上限時關閥,壓縮機空載運行;壓力抵達下限時開閥,壓縮機加載運行。如果系統壓力上升到壓力上限值,控制器使進氣閥關閉,壓縮機空載運行,直到系統壓力降到壓力下限值后,控制器使進氣閥重新打開,排氣閥關閉,壓縮機打開,壓縮機滿載運行,不斷重復上述過程??諝鈮嚎s機的排氣量和壓力,在運轉中也不是不變的,常因工況變化導致用氣量變化,所以空氣壓縮機工作時總是在重復滿載-卸荷工作方式。滿載時的工作電流接近電動機的額定電流,卸荷時的空轉電流約為30-50%電動機額定電流,這部分電流不是做有用功,而是機械在額定轉速下的空轉損耗。


1、浪費大量的能源,導致生產成本的增加。
2、起動瞬間電流很大,對電網的穩定及其它用電設備的產生巨大的沖擊,嚴重時甚至可能導致同一電網設備無法正常運行。
3、起動時對設備機械同樣存在巨大的沖擊,后續維護工作量大,維護成本高,制約生產效率。
4、經常卸載和加載的方法來調節,這樣使整個氣網壓力經常變化,不能保持恒定的供氣壓力,另外也影響壓縮機的使用壽命。
5、由于氣壓無法恒定,波動范圍大,因此在一定程度上間接的影響了產品生產質量,在某些對氣源氣壓要求苛刻的場合尤為明顯。
6、自動化程度低,系統穩定性差,不利于維護, 需要專人操作停止或者啟動機組來調節需求氣量,但仍然無法有效的調節到合理范圍,由于沒有故障報警系統,不能快速有效的找到故障源以及排除故障。

二、系統設計



邁信MR500系列變頻器采用領先的開環矢量控制算法,極強的過載輸出能力,性能優良,可靠性高,內置PID調節器,各項參數可靈活設置,能很好地滿足控制要求。


空壓機采用邁信MR500變頻器及PLC控制器組成空壓機控制系統。壓力值由PLC控制器設定,壓力傳感器對供氣管網壓力實時檢測,并通過變送器轉換,輸出標準的4-20mA的信號,送至PLC控制器反饋,通過PLC控制器運算后給出4-20mA的信號到變頻器的模擬量輸入控制頻率。根據系統用氣量的要求實時調整變頻器的輸出,從而實時調整壓縮機電機的轉速,保證管網壓力的恒定。變頻器故障信號通過繼電器輸出送至系統控制器;系統控制器采用RS485總線通過MODBUS-RTU方式讀取變頻器的狀態值(輸出頻率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率及故障代碼等)。

下圖為空壓機系統流程圖:



恒壓供氣原理:


如果供氣流量>用氣流量則變頻器頻率降低,電機轉速下降;
如果供氣流量<用氣流量則變頻器頻率上升,電機加速運行;
如果供氣流量=用氣流量則變頻器頻率不變,電機轉速不變。


接線圖:


2.1 項目實施后優點


1、節省電能:
恒壓供氣系統投入運行后,可使貯氣罐的氣壓保持在設定值的2.5%范圍內,將自動排空損失和空載時電機頻率降到25HZ的電節省下來。


2、降低噪音,減少環境污染:

恒壓供氣系統由于實現了變頻控制,基本上消除排空放氣的情況,從而改善了噪音對環境的污染。


3、延長機械部件使用壽命:

使用空壓機節電系統后,空壓機大多數時間運行在工頻之下,能明顯減少機械部件的磨損,延長機器壽命,減少維修費用和縮短維修時間。


4、實現了軟起動:

減少機組起動電流對電網的沖擊,同時可靈活地重復多次起動,避免了自藕降壓起動在這方面的不足。


5、實現恒壓供氣:

系統投入運行后,提高了供氣可靠性和負載變化的調節能力,保證了恒定的供氣壓力,進一步保證了產品質量的穩定性。


6、運行可靠,故障率幾乎為零:

系統設有過載、失壓、欠壓、過流、缺相等保護功能,運行可靠。

三、應用效果



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