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螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能的改造原理與應(yīng)用

   【壓縮機(jī)網(wǎng)螺桿空壓機(jī)廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)中,在其控制中采用加載-卸載來控制空壓機(jī)的供氣。由于用氣設(shè)備的工作周期或是生產(chǎn)工藝的差別,使得用氣量發(fā)生波動,有時會造成空壓機(jī)頻繁加載、卸載。
 
  空壓機(jī)卸載后電機(jī)仍然工頻運(yùn)轉(zhuǎn),不僅浪費(fèi)電能而且增加設(shè)備的機(jī)械磨損;空壓機(jī)加載過程是突然加載,也會對設(shè)備和電網(wǎng)造成較大的沖擊。因此對空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造具有改善電機(jī)的啟動和運(yùn)行方式、減少設(shè)備的機(jī)械磨損、在一定范圍內(nèi)節(jié)約電能等效果。
 
  一、螺桿式空壓機(jī)的工作原理
 
  以單螺桿空壓機(jī)為例說明空氣壓縮機(jī)工作原理,如下圖所示為單螺桿空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時,螺桿與殼體的齒溝相互嚙合,空氣由進(jìn)氣口吸入,同時也吸入機(jī)油,由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送;在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小,油氣受到壓縮;當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時,較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。
 
  二、壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機(jī)控制原理
 
  1、壓縮氣供氣系統(tǒng)組成  工廠空氣壓縮氣供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過濾器、儲氣罐、管路、門和用氣設(shè)備組成。如下圖所示為壓縮氣供氣系統(tǒng)組成示意圖。 2、空氣壓縮機(jī)的控制原理  在工廠的空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中,普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來控制空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行??諌簷C(jī)啟動時,加載閥處于不工作態(tài),加載氣缸不動作,空壓機(jī)頭進(jìn)氣口關(guān)閉,電機(jī)空載啟動。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動運(yùn)行后,如果后端設(shè)備用氣量較大,儲氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達(dá)到壓力上限值,則控制器動作加載閥,打開進(jìn)氣口,電機(jī)負(fù)載運(yùn)行,不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣。如果后端用氣設(shè)備停止用氣,后端管路和儲氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高,當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時,壓力控制器發(fā)出卸載信號,加載閥停止工作,進(jìn)氣口關(guān)閉,電機(jī)空載運(yùn)行。
 
  三、螺桿式空氣壓縮機(jī)變頻改造空壓機(jī)工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行的比較
 
  空壓機(jī)電機(jī)功率一般較大,啟動方式多采用空載(卸載)星-三角啟動,加載和卸載方式都為瞬時。這使得空壓機(jī)在啟動時會有較大的啟動電流,加載和卸載時對設(shè)備機(jī)械沖擊較大;不光引起電源電壓波動,也會使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動;同時這種運(yùn)行方式還會加速設(shè)備的磨損,降低設(shè)備的使用年限。  對空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造,能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停,減小啟動沖擊,延長設(shè)備使用年限;同時由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變,實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載,使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定,在一定程度上節(jié)約了電能。
 
  空壓機(jī)主電路和控制電路的變頻改造: 以某品牌空壓機(jī)為例,該品牌型號的空壓機(jī)采用星-三角啟動方式,在主電路改造時,將變頻器串接進(jìn)原有的電源進(jìn)線中;斷開原加載閥控制回路,將原加載閥控制輸出改為一個時間繼電器JS,時間繼電器的線圈一端與220V控制電路零線接通,另一端連接到PLC的加載輸出點(diǎn),將加載閥的一端直接和220V控制電路零線接通,另一端通過時間繼電器JS的一對常開觸點(diǎn)與220V控制電路火線接通,通過時間繼電器延長加載時間。變頻器的正轉(zhuǎn)信號端子FWD,通過電機(jī)主電路上的交流接觸器KM1的一對常開觸點(diǎn),與變頻器公共控制端CM接通。變頻器的模擬量反饋信號C1和GND端子,與壓縮氣輸送管路上的壓力傳感器相連接。

標(biāo)簽: 螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能改造  

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