變頻器應(yīng)用在空壓機(jī)改造中
發(fā)布時間:2019-08-02 16:22:56來源:
一、空壓機(jī)工作原理簡述:
工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動,使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化,空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè),實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉(zhuǎn)子的槽也陽轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
原空壓機(jī)的主電機(jī)功率為75KW,運(yùn)行方式為星-角減壓起動重于后全壓運(yùn)行。具體操作程序?yàn)椋喊聪聠影粹o,控制系統(tǒng)接通啟動器線圈并打開斷油閥,空壓機(jī)在卸載模式下啟動,這時進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置,而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓2秒后空壓機(jī)開始加載運(yùn)行,系統(tǒng)壓力開始上升。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(guān)上限值,即起跳壓力,控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉,油氣分離器放氣,壓縮機(jī)空載運(yùn)行,直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關(guān)下限值后,即回跳壓力下,控制器使進(jìn)氣閥打開,油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機(jī)打開,油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。
二、原系統(tǒng)工況存在的問題
1、 主電機(jī)雖然星-角減壓起動,但起動時的電流仍然很大,會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用
電設(shè)備的運(yùn)行安全。
2、 主電機(jī)時常空載運(yùn)行,屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
3、 主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時噪音很大。
4、 主電機(jī)工頻起動設(shè)備的沖擊大,電機(jī)軸承的磨損大,所以設(shè)備維護(hù)工作時對機(jī)械量大。
變頻改造方案:
一、變頻改造方案設(shè)計(jì)原則
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:
1、 電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定,壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa。
2、 系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。
3、 系統(tǒng)具有開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。
4、 一臺變頻器能控制兩臺空壓機(jī)組,可用轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。
5、 根據(jù)空壓機(jī)的工況要求,系統(tǒng)應(yīng)保障電動機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。
6、 為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器,變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。
7、 在用電氣量小的情況下,變頻器處在低頻運(yùn)行時,應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過允許的范圍。
8、 考慮到系統(tǒng)以后擴(kuò)展問題,變頻器應(yīng)滿足將來工況擴(kuò)展的要求。
二、變頻器的選型
根據(jù)上述原則,經(jīng)過多方調(diào)研、比較,比較后我們選擇賽普信公司生的SP500-G系列通用
型變頻器,使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。
1、V5-G變頻器的頻率精度:數(shù)字設(shè)定為±0.01%;模擬設(shè)定為±0.2%。可使壓力波動范圍滿足設(shè)計(jì)要求。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了變頻和工頻兩套主回路。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了閉環(huán)與開環(huán)兩套控制回路。
4、使用轉(zhuǎn)換開關(guān)可使變頻器任意控制兩臺空壓機(jī)組中的一臺。
5、V5-G型變頻器適用恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載,該變頻器還具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和提升的功能。
6、 在該變頻器上端加裝輸入電抗器,有效的抑制了變頻器對電網(wǎng)的干擾。
7、 在該變頻器下端加裝輸出電抗器,保障了低頻運(yùn)行時電機(jī)溫度噪音不超過允許范圍。
8、 選用90KW的變頻器控制75KW的電動機(jī),在一定程度上滿足了將來工況擴(kuò)展要求。
三、改造方案原理
由變頻器,壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機(jī)
轉(zhuǎn)速,使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi),進(jìn)行恒壓控制。
反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算,實(shí)時控制變頻器的輸出步,從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,使
儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。
四、系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試工作分成兩部分:
第一, 先根據(jù)工藝要求、電機(jī)參數(shù)、負(fù)載特性預(yù)調(diào)變頻器參數(shù)。
第二, 系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。
在完成變頻器設(shè)定參數(shù)調(diào)整及空載運(yùn)行后,進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。調(diào)試的主要步驟:
1、 將變頻器接入系統(tǒng)。
2、 進(jìn)行工頻旁路的運(yùn)行。
3、 進(jìn)行變頻回路的運(yùn)行,其中包括開環(huán)與閉環(huán)控制兩部分調(diào)試:
開環(huán):此時主要觀察變頻器頻率上升的情況,設(shè)備的運(yùn)行聲音是否正常,空
壓機(jī)的壓力上升是否穩(wěn)定,壓力變送器顯示是否正常,設(shè)備停機(jī)是否正常等。如一切正常,則可進(jìn)行閉環(huán)的調(diào)試。
閉環(huán):主要依據(jù)變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機(jī)壓力的升降相匹配,不要產(chǎn)生壓力振蕩,還要注意觀察機(jī)械共振點(diǎn),將共振點(diǎn)附近的頻率跳過去。