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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(jiàn)大中型空壓機為螺桿式或活塞式壓縮機。工作時(shí)由一臺電動(dòng)機帶動(dòng)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(shí)離合片動(dòng)作,電機自動(dòng)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(dòng)后再全壓運行。加、卸載供氣控制方式為進(jìn)氣閥開(kāi)關(guān)控制方式,即壓力達到上限時(shí)關(guān)閥,壓縮機空載運行;壓力抵達下限時(shí)開(kāi)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(jìn)氣閥關(guān)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(jìn)氣閥重新打開(kāi),排氣閥關(guān)閉,壓縮機打開(kāi),壓縮機滿(mǎn)載運行,不斷重復上述過(guò)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(shí)總是在重復滿(mǎn)載-卸荷工作方式。滿(mǎn)載時(shí)的工作電流接近電動(dòng)機的額定電流,卸荷時(shí)的空轉電流約為30-50%電動(dòng)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(chǎn)成本的增加。
2、起動(dòng)瞬間電流很大,對電網(wǎng)的穩定及其它用電設備的產(chǎn)生巨大的沖擊,嚴重時(shí)甚至可能導致同一電網(wǎng)設備無(wú)法正常運行。
3、起動(dòng)時(shí)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(chǎn)效率。
4、經(jīng)常卸載和加載的方法來(lái)調節,這樣使整個(gè)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(wú)法恒定,波動(dòng)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(chǎng)合尤為明顯。
6、自動(dòng)化程度低,系統穩定性差,不利于維護, 需要專(zhuān)人操作停止或者啟動(dòng)機組來(lái)調節需求氣量,但仍然無(wú)法有效的調節到合理范圍,由于沒(méi)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(lǐng)先的開(kāi)環(huán)矢量控制算法,極強的過(guò)載輸出能力,性能優(yōu)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(mǎn)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(wǎng)壓力實(shí)時(shí)檢測,并通過(guò)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(guò)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(shí)時(shí)調整變頻器的輸出,從而實(shí)時(shí)調整壓縮機電機的轉速,保證管網(wǎng)壓力的恒定。變頻器故障信號通過(guò)繼電器輸出送至系統控制器;系統控制器采用RS485總線(xiàn)通過(guò)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(xiàn)圖:


2.1 項目實(shí)施后優(yōu)點(diǎn)


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(dòng)排空損失和空載時(shí)電機頻率降到25HZ的電節省下來(lái)。


2、降低噪音,減少環(huán)境污染:

恒壓供氣系統由于實(shí)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(huán)境的污染。


3、延長(cháng)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(shí)間運行在工頻之下,能明顯減少機械部件的磨損,延長(cháng)機器壽命,減少維修費用和縮短維修時(shí)間。


4、實(shí)現了軟起動(dòng):

減少機組起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊,同時(shí)可靈活地重復多次起動(dòng),避免了自藕降壓起動(dòng)在這方面的不足。


5、實(shí)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(jìn)一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性。


6、運行可靠,故障率幾乎為零:

系統設有過(guò)載、失壓、欠壓、過(guò)流、缺相等保護功能,運行可靠。

三、應用效果



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