一、空壓機說明
空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內進行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設備。作為基礎工業裝備,空壓機在冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等幾乎所有的工業行業都有廣泛的應用。空壓機占大型工業設備(風機、水泵、鍋爐等)耗電量的15%。由于結構原理的原因,大部分空壓機自身存在著明顯的技術弱點。當輸出壓力大于一定值時,自動打開泄載閥,使異步電動機空轉,嚴重浪費能源;異步電動機易頻繁的啟動、停止,影響電機的使用壽命,空壓機工頻啟動電流大,對電網沖擊大,電機軸承磨損大,設備維護量大;工作條件惡劣,噪音大;自動化程度低,輸出壓力的調節是靠人為調節閥的開度來實現的,調節速度慢,波動大,不穩定,精度低。
二 、系統簡介
變頻電氣系統由一臺KE300變頻器、壓力傳感器、其他外圍組件等組成。
(1) KE300采用開環矢量控制,以適應高低頻轉矩輸出需求;
(2) 系統采用PID控制,整個控制過程如下:用氣需求↑ —— 管路氣壓↓—— 壓力設定值與返饋值的差值↑ —— PID輸出↑ —— 變頻器輸出頻率↑ —— 空壓機電機轉速↑ —— 供氣流量↑—— 管路氣壓趨于穩定。
(3) 壓力傳感器提供0-10V(或4-20mA)信號,作為PID給定值,從KE300的模擬量輸入AI接入。
(4) 啟、停信號由中控系統給出,KE300可通過模擬量輸出端子AO提供模擬量輸出信號,并接入至中控系統以實時觀察壓力波動。同時可通過繼電器輸出提供故障告警信號。
(5) 可考慮配置工頻旁路,以保證生產連續性。
可參考的端子接線圖如下圖所示:

三、方案優勢
(1)有功節電,在空壓機轉速降低的情況下,有功節電(有功節電的意義在于可以直接節約電費開支,降低生產成本。)明顯。
(2)提高網側功率因數,無功節電明顯,無功節電的意義在于降低車間供電母線的線路損耗,降低車間配電變壓器的二次電流,節約的無功電流可以出讓給電網中新安裝的設備,從而化解了新增設備后的車間配電變壓器增容問題。同時,無功電流的減少可以降低電力變壓器的運行溫升,從而延長電力變壓器的使用壽命
(3)平穩的重載啟動。KE300系列變頻器低頻響應好,加上功率裕量大,完全可以滿足低頻運轉時的轉矩需求。因此完全適用于“重載啟動”。
(4)延長機械壽命。空壓機轉速的降低,空壓泵運行磨損減少,具有延長空壓機壽命的效果;同時,空壓機油路的泄漏大為減少,減輕對環境污染的壓力
(5)油溫升降低,這對于夏天高溫環境下,空壓機工作壓力降低的缺點是一種很好的應對措施。
(6)降低噪音。可明顯改善現場作業環境,為職業衛生管理中環境噪音污染治理提供有效手段。
(7)優越的軟啟動、軟停止特性。KE300變頻器的啟動、停止時間是任意可調的(0~10min),也就是說啟動時的加速度和停車時的減速度是任意可調的,同時為了平穩啟動,還可以匹配其具備的S型加減速時間,這樣可以將空壓機啟停時產生的沖擊較大幅度減少。
注意事項:為保證空壓機油路的正常性,一般將變頻器的運行下限頻率限制在20Hz以上。