變頻器矢量控制技術(shù)是將電動機定子電流分解為正交的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流兩個分量,分別進(jìn)行控制。使電機在低頻(0.5HZ)時,也能保證150%的輸出扭矩。從而使空壓機能夠完成休眠、帶載直接啟動等等功能。由于采用了矢量變頻技術(shù),使電機電流使用率大幅提高,實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。
圖1 工頻、變頻控制電流特性對比
如下圖所示,工頻機組是通過設(shè)定“工作壓力上限”和“工作壓力下限”,排氣壓力在工作壓力上限和下限之間不停的浮動。而變頻機組則可以根據(jù)實際的用氣量自動調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速;并采用了先進(jìn)的PI調(diào)節(jié)算法,使排氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力±0.02Mpa的位置。
例如:假設(shè)實際用氣壓力為7Bar,工頻機組設(shè)定“工作壓力上限”和“工作壓力下限”分別為6bar和8bar。壓力就在8bar和6bar之間浮動,而電磁閥在8bar時卸載,6bar時加載,2bar壓差就帶來了高負(fù)荷電流損耗。圖中陰影部分即為節(jié)省的能耗。
圖2 變頻、工頻控制氣壓對比圖
矢量變頻空壓機采用矢量變頻節(jié)能技術(shù),具體原理參見變頻空壓機節(jié)能原理一節(jié)。
02.
普通空壓機,通過設(shè)定“工作壓力上限”和“工作壓力下限”將氣壓穩(wěn)定在一定的范圍,這就導(dǎo)致氣壓必定是不穩(wěn)定的,而且有很大的浪費,降低生產(chǎn)效率,嚴(yán)重的會降低產(chǎn)品質(zhì)量。
而矢量變頻空壓機通過內(nèi)部PI調(diào)節(jié),可以產(chǎn)生恒定氣壓。矢量變頻器的高速響應(yīng)對用氣突變的應(yīng)用場所特別的適合,如工業(yè)控制用汽缸/襪機等等。
變頻空壓機啟動、運行平穩(wěn),沒有普通螺桿機的頻繁加卸載聲。如果采用雙變頻控制(主電機、風(fēng)機雙變頻),則效果更好,而且空壓機排氣溫度可以控制在±2度以內(nèi),避免散熱器結(jié)露。
04.對電網(wǎng)沖擊小(自發(fā)電用戶裝機容量。
變頻空壓機啟動電流小,電磁閥加載、卸載時電流平穩(wěn)升降,對電網(wǎng)沖擊小,因此配電容量也比非變頻空壓機的要小。
變頻空壓機減少了電磁閥的頻繁加載、卸載,提高電磁閥的使用壽命,避免長期高速運行對機組的損耗。而且電磁閥在初次上電后,幾乎不再動作,既延長使用壽命,也延長了它的維護周期,節(jié)省運行費用。
在用氣量很小,或是不用氣的情況下,系統(tǒng)會進(jìn)入休眠狀態(tài),實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。在休眠中,實際壓力達(dá)到休眠喚醒壓力時,變頻器高速響應(yīng),立即啟動。休眠功能有效時,變頻器必須工作在矢量模式。
舉例一臺55KW的普通機組,平均產(chǎn)氣只占額定排氣量的70%,一年運行8000小時,電費0.7元/度,與變頻機組相比,普通機組將產(chǎn)生兩個損耗:
A、空載損耗 B、壓差損耗
其中:
30%卸載時間×卸載時所產(chǎn)生的空載電流損耗(45%×55KW/小時)×8000小時/年×0.7元/度=41580元/年
B、壓差損耗:
70%加載時間×高出2bar壓差所帶來的損耗(14%×55KW/小時)×8000小時/年×0.7元/度=30184元/年
綜上所述,變頻機組交普通機組節(jié)能:41580+30184=71764元/年
按照上述方法計算得到各種功率變頻機組每年省電金額:
01.
將變頻器串接在原來星三角轉(zhuǎn)換完成后的主回路中:常規(guī)的星三角轉(zhuǎn)換示意圖:(KM1主接觸器;KM2-△接觸器;KM3-星型接觸器)
對應(yīng)空壓機主回路端子排更改接線:
原電柜說明:
02
控制回路更改
變頻器運行信號,由Y-△轉(zhuǎn)換完成后KM2輔助觸點控制,運行信號;
壓力傳感器,考慮不在機頭上鉆氣孔,在出氣管附近安裝進(jìn)氣管內(nèi),檢測出氣壓力。
運行中,通過壓力傳感器反饋實時輸出壓力,進(jìn)行PID功能控制;FA-01為對應(yīng)設(shè)定目標(biāo)壓力值,設(shè)定4~10V對應(yīng)實際反饋的4~20mA壓力傳感器反饋數(shù)值。變頻器故障信號有TA-TB常閉端子串接入系統(tǒng)急?刂苹芈分小
備具:+24接壓力傳感器的正極;AI2接負(fù)極,GND與COM短接
五、改造涉及的部分
●變頻器一臺,電機為220KW,需要選用250KW重載機型變頻器一臺選擇匯川MD500T250G
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