ALPHA6000G型變頻器在空壓機上的應用案例
概述:
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,當氣罐壓力升至設定的最高壓力時離合片動作,電機自動卸載,電機空轉,螺桿或活塞停止壓縮空氣。壓縮機的這種工作方式帶來了下列問題:
A、氣壓最高時電機自動卸載空轉造成電能的大量的浪費。
B、出口壓力隨著用氣量的大小而出現(xiàn)正弦波式的變化,影響氣動設備的性能及工作效率。
C、工作時,壓縮機頻繁的加卸載使設備的檢修時間加長,使用壽命縮短。
D、大功率壓縮機電機的頻繁加卸載造成對電網的沖擊。
根據(jù)以上空壓機的工作特點,我們可用空壓機恒壓變頻拖動系統(tǒng)對改造。
系統(tǒng)配置及性能:
本系統(tǒng)可選用ALPHA6000-3037G型變頻器,該型變頻器性能優(yōu)良,可靠性高,內置PID調節(jié)器,各項參數(shù)可靈活設置,能很好地滿足控制要求。壓力傳感器可選用國產HDP503-1M-MA-C-G1/2型,該型傳感器安裝簡便,線性好,信號變送精度高。
系統(tǒng)功能描述:
該系統(tǒng)以壓力為控制對象,壓力值由變頻器鍵盤電位器設定,可根據(jù)用氣設備的實際需要,在空壓機的最高允許工作壓力內自由設定,調整便捷。壓力傳感器對供氣管網壓力實時檢測,并通過變送器轉換,輸出標準的4-20mA的信號,送至變頻器反饋,在變頻器內進行PID閉環(huán)控制,根據(jù)系統(tǒng)用氣量的要求實時調整變頻器的輸出,從而實時調整壓縮機電機的轉速,保證管網壓力的恒定。
用戶受益:
采用該系統(tǒng)改造后,壓縮機組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配,壓縮機電機轉速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進行調節(jié),避免了電機空轉以及頻繁的加卸載所帶來的能量損耗,電機的輸入功率大大降低,節(jié)電效果顯著。對于對空氣機來說,供氣量Q與轉速N成正比,氣壓F與轉速N的二次方成正比,而軸功率與轉速N的三次方成正比,見下表:
頻率值HZ 50 45 40 35 30 25
供氣量Q% 100 90 80 70 60 50
氣壓F% 100 81 64 49 36 25
軸功率P% 100 73 51 34 22 13
節(jié)電率N% 0 23 49 66 78 87
一般來說,對于連續(xù)用氣的空壓機系統(tǒng),隨用氣量的變化,電動機運行頻率在25-50HZ之間動態(tài)調節(jié),系統(tǒng)的節(jié)電率可達20%左右。
另外系統(tǒng)改造所帶來的間接效益也不可低估。首先,壓縮機電動機實現(xiàn)了軟啟停,軟加減速,對電網的沖擊大大減少;其次壓縮機氣缸內氣閥片不再反復地開啟和關閉,增加了設備的壽命,減少了系統(tǒng)維護時間;再次系統(tǒng)管網氣壓穩(wěn)定,提高了氣動設備的效率。
變頻器主要參數(shù)設定:
功能代碼 設定參數(shù)值 功能說明
P0.04 1 端子控制,上電自動運行
P0.01 9 頻率由PI調節(jié)器給定
P0.09 25 設定壓縮機的下限頻率
P2.06 3.0 改善電機噪聲,但設定太高電容漏電增大
P1.05 1 電機的加速模式
P7.09 0.2 PI調節(jié)器偏差設定
P7.05 1 PI調節(jié)器比例
P7.06 10 PI調節(jié)器積分
P7.01 0 PI調節(jié)器反饋選擇
注意事項:
各品牌的空壓機潤滑及冷卻方式的不盡相同,故空壓機工作的下限頻率應根據(jù)實際情況進行設定。
由于空壓機連續(xù)工作時本身會散發(fā)大量的熱量,因此應注意變頻器箱體的溫度不要超限,確保變頻器工作場所的通風。
當儲氣罐內氣壓較高時,啟動變頻器時會引起堵轉過流,因此不要在儲氣罐內壓力較高時啟動變頻器,應卸放儲氣罐內的空氣后啟動。也可在空壓機出氣口加裝單向閥。
效益分析
直接節(jié)能分析
以壓縮機每年12個月,每月24天,每天20個小時運轉,節(jié)電率按20%計算。
110KW空壓機變頻器改造前和改造后的用電量以及電費對比。電費(0.85元/度)
每天:110KW*20小時*0.8(電機工作效率)=1760度
電費:1760度*0.85=1496元
每月:24*1760=42240度 電費 42240度*0.85=35904元
每年:42240*12=506880度 電費 506880度*0.85=430848元
ALPHA變頻改造后按20%節(jié)電率計算:
每天節(jié)約電費:1496元*20%=299.2元
每月節(jié)約電費:35904元*20%=7180.8元
每年節(jié)約電費:430848元*20%=86169.6元
時間 改造前運行電費 變頻改造后運行電費 效益
天 1496 1196.8 299.2
月 35904 28723.2 7180.8
年 430848 344678.4 86169.6
以上是按20%節(jié)電率計算,具體的節(jié)電率可按實際測出結果為準。

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