浅谈变频器在空压机节能改造中的运用与研究

精品文档---下载后可任意编辑 浅谈变频器在空压机节能改造中的运用与讨论 摘要随着电力电子技术的高速进展，变频器在调速领域中的运用越来越广泛。它具有性能稳定、操作方便、节能效果明显等显著优点。而空压机在工厂中能耗大、噪声大、自动化程度不高等缺点.现结合PLC与变频器对空压机进行节能改造，具有很明显的节能效果。而今在全球推动低碳经济,节能减排的大趋势下，如何节能、高效地解决空压机的节能减排问题,已经成为社会讨论的热点，而针对降低工厂空压机能耗对我国完成节能减排目标与推动建设为节约型社会具有非常重要的作用。 关键词变频器、可编程控制器PLC、工频、开环、闭环 On the Inverter in energy saving in the use of air compressor and Research Abstract With the rapid development of power electronics and inverter speed control in the field more and more extensive. It has stable perance， easy operation, saving the obvious effect, a significant advantage. The air compressor energy consumption in factories, noisy, not high degree of automation shortcomings。 PLC and inverter are combined with the air compressor for energy saving， energy saving effect is very obvious。 Now in the global low-carbon economy, energy saving and emission reduction trend， how energysaving， efficient energy saving solution to the problem of air compressors, has become a hot research, and reduce the plant air compressor for the completion of energy consumption in China emission reduction targets and promote the building of the conservation society has a very important role。 Keywords converter， programmable logic controller （PLC, Frequency, Open and Closed Loop 空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。它的用途广泛,用于冶金、烟草、矿山、机械制造、石油化工、电力、纺织、造纸、制药等行业。空压机占大型用电设备（水泵、风机、锅炉、空压机）耗电量的15％，所以选用改造空压机作为节能减排的重点具有很重要的经济效益和社会效益。 一、普通空压机系统存在的问题 1、 起动电流冲击非常大，不能频繁起动。 原系统中虽然采纳了星－三角降压起动方式起动主电机。但是因为空压机的功率非常大（75Kw以某制药厂举例），因此其起动电流仍然很大（4～5倍额定电流，大约750A左右），因此对电网的冲击严重，严重时甚至影响到电网下其他负载的正常运行，因此在工频运行的情况下，空压机是不允许频繁起动的。 2、 主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。 由于空压机不能频繁起动。这就造成了,当外界用气量较小时，由于空压机本身的容调控制造成主电机长时间运行在空载状态。因为空压机在空载状态运行时，空压机本身并不向（或者是非常少量）管道中供气，对外输出的能量近乎为零。而空压机本身运行确需要损耗大量的能量，因此该运行状态下能源浪费严重，特别是当两台空压机并联运行时空载运行更是常常发生. 3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。 在工频运行情况下,空压机是通过本身的容调效应来控制储气罐中的压力，因此主电机始终运行在额定转速下.系统的转速越高，运行时的噪音也就越大；而且系统运行噪音越大对系统的损耗也就越大,不利于系统的长时间运行。 4、 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。 空压机主电机起动时除了冲击电流大外，因为转速变化很快，也就造成在起动的过程中,空压机本身的轴承、联轴器等承受了非常大的冲击力。巨大的冲击力造成空压机在起动过程中，轴承、联轴器的磨损加剧，常常需要更换和维护，因此在工频运行时电机是不允许频繁起动的. 二、变频空压机系统控制方案 根据普通空压机运行工况存在的问题并结合生产工艺要求，变频空压机后系统能满足以下要求 1、电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围控制在0.02Mpa。 在工频运行的方式中，利用空压机的容调控制,以及起跳、回跳压力控制得到的储压罐的压力仍然是较为粗略的，而且常常会波动。这将影响最终用户的使用。 而使用变频空压机来改变运行速度,因为空压机可以平滑的控制其供气量，压力波动控制更加精确，最终用户可以得到更加稳定的气压. 2、 系统具有开环和闭环两套控制回路. 变频空压机控制系统，同时具有两种控制方式及开环、闭环。在正常状态下，可以利用闭环的控制方式，系统将自动的根据储压罐内压缩空气的压力自动的控制变频运行空压机的运行转速，从而控制空压机的供气量。当系统故障，或者时压力传感器故障时，可以切换到开环运行,直接给定空压机的运行速度，从而可以手动控制空压机的运行状况以及供气速度. 3、 一台变频空压机能控制多台空压机组，可用转换开关切换。 该系统中仅仅只需配置一台变频空压机,但是可以选择拖动的空压机.也就是说,可以一套变频系统多台空压机使用.这样当其中一台空压机需要进行维修，或者是更换时，可以方便的切换到另外一台空压机变频运行. 4、 为保证空压机的节能效果,尽可能的避开容调控制。 因为容调控制是非常耗能的,因此采纳变频运行的空压机组必须很好的避开容调控制功能,才能尽可能的节约电能.首先当空压机变频运行时，通过电磁阀防止空压机进入容调功能；若一台空压机工频运行，另外一台空压机变频运行，则将工频运行的空压机的容调设置压力提高，避开容调运行。 5、 可靠的切换。 变频系统同时控制多台空压机的变频和工频运行,因此必须根据压力（外界压缩空气的使用量）,自动起动或停止工频使用的空压机.为了保证可靠的推断和切换空压机运行,系统设置了三个回差控制，保证切换的可靠，防止反复切换的故障发生. 三、空压机变频控制系统说明 1、概述 空气压缩机恒压供气智能控制系统是由变频器、压力传感器、可编