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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(shù)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(shè)定的最高壓力時離合片動作,電機自動卸載,電機空轉(zhuǎn),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(guān)控制方式,即壓力達到上限時關(guān)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(tǒng)壓力上升到壓力上限值,控制器使進氣閥關(guān)閉,壓縮機空載運行,直到系統(tǒng)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(guān)閉,壓縮機打開,壓縮機滿載運行,不斷重復上述過程。空氣壓縮機的排氣量和壓力,在運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗。


1、浪費大量的能源,導致生產(chǎn)成本的增加。
2、起動瞬間電流很大,對電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的產(chǎn)生巨大的沖擊,嚴重時甚至可能導致同一電網(wǎng)設(shè)備無法正常運行。
3、起動時對設(shè)備機械同樣存在巨大的沖擊,后續(xù)維護工作量大,維護成本高,制約生產(chǎn)效率。
4、經(jīng)常卸載和加載的方法來調(diào)節(jié),這樣使整個氣網(wǎng)壓力經(jīng)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(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)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(tǒng)穩(wěn)定性差,不利于維護, 需要專人操作停止或者啟動機組來調(diào)節(jié)需求氣量,但仍然無法有效的調(diào)節(jié)到合理范圍,由于沒有故障報警系統(tǒng),不能快速有效的找到故障源以及排除故障。

二、系統(tǒng)設(shè)計



邁信MR500系列變頻器采用領(lǐng)先的開環(huán)矢量控制算法,極強的過載輸出能力,性能優(yōu)良,可靠性高,內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器,各項參數(shù)可靈活設(shè)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(tǒng)。壓力值由PLC控制器設(shè)定,壓力傳感器對供氣管網(wǎng)壓力實時檢測,并通過變送器轉(zhuǎn)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(jù)系統(tǒng)用氣量的要求實時調(diào)整變頻器的輸出,從而實時調(diào)整壓縮機電機的轉(zhuǎn)速,保證管網(wǎng)壓力的恒定。變頻器故障信號通過繼電器輸出送至系統(tǒng)控制器;系統(tǒng)控制器采用RS485總線通過MODBUS-RTU方式讀取變頻器的狀態(tài)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(tǒng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速不變。


接線圖:


2.1 項目實施后優(yōu)點


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


2、降低噪音,減少環(huán)境污染:

恒壓供氣系統(tǒng)由于實現(xiàn)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(huán)境的污染。


3、延長機械部件使用壽命:

使用空壓機節(jié)電系統(tǒng)后,空壓機大多數(shù)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(xiàn)了軟起動:

減少機組起動電流對電網(wǎng)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(xiàn)恒壓供氣:

系統(tǒng)投入運行后,提高了供氣可靠性和負載變化的調(diào)節(jié)能力,保證了恒定的供氣壓力,進一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。


6、運行可靠,故障率幾乎為零:

系統(tǒng)設(shè)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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