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MR500系列变频器在空压机应用

2019-05-16 武汉迈信电气技术有限公司

一、应用介绍


常见大中型空压机为螺杆式或活塞式压缩机。工作时由一台电动机带动螺杆或活塞向气罐充气,当气罐压力升至设定的最高压力时离合片动作,电机自动卸载,电机空转,螺杆或活塞停止压缩空气,空压机主电机运行方式为星型到三角降压起动后再全压运行。加、卸载供气控制方式为进气阀开关控制方式,即压力达到上限时关阀,压缩机空载运行;压力抵达下限时开阀,压缩机加载运行。如果系统压力上升到压力上限值,控制器使进气阀关闭,压缩机空载运行,直到系统压力降到压力下限值后,控制器使进气阀重新打开,排气阀关闭,压缩机打开,压缩机满载运行,不断重复上述过程。空气压缩机的排气量和压力,在运转中也不是不变的,常因工况变化导致用气量变化,所以空气压缩机工作时总是在重复满载-卸荷工作方式。满载时的工作电流接近电动机的额定电流,卸荷时的空转电流约为30-50%电动机额定电流,这部分电流不是做有用功,而是机械在额定转速下的空转损耗。


1、浪费大量的能源,导致生产成本的增加。
2、起动瞬间电流很大,对电网的稳定及其它用电设备的产生巨大的冲击,严重时甚至可能导致同一电网设备无法正常运行。
3、起动时对设备机械同样存在巨大的冲击,后续维护工作量大,维护成本高,制约生产效率。
4、经常卸载和加载的方法来调节,这样使整个气网压力经常变化,不能保持恒定的供气压力,另外也影响压缩机的使用寿命。
5、由于气压无法恒定,波动范围大,因此在一定程度上间接的影响了产品生产质量,在某些对气源气压要求苛刻的场合尤为明显。
6、自动化程度低,系统稳定性差,不利于维护, 需要专人操作停止或者启动机组来调节需求气量,但仍然无法有效的调节到合理范围,由于没有故障报警系统,不能快速有效的找到故障源以及排除故障。

二、系统设计



迈信MR500系列变频器采用领先的开环矢量控制算法,极强的过载输出能力,性能优良,可靠性高,内置PID调节器,各项参数可灵活设置,能很好地满足控制要求。


空压机采用迈信MR500变频器及PLC控制器组成空压机控制系统。压力值由PLC控制器设定,压力传感器对供气管网压力实时检测,并通过变送器转换,输出标准的4-20mA的信号,送至PLC控制器反馈,通过PLC控制器运算后给出4-20mA的信号到变频器的模拟量输入控制频率。根据系统用气量的要求实时调整变频器的输出,从而实时调整压缩机电机的转速,保证管网压力的恒定。变频器故障信号通过继电器输出送至系统控制器;系统控制器采用RS485总线通过MODBUS-RTU方式读取变频器的状态值(输出频率、输出电压、输出电流、输出功率及故障代码等)。

下图为空压机系统流程图:



恒压供气原理:


如果供气流量>用气流量则变频器频率降低,电机转速下降;
如果供气流量<用气流量则变频器频率上升,电机加速运行;
如果供气流量=用气流量则变频器频率不变,电机转速不变。


接线图:


2.1 项目实施后优点


1、节省电能:
恒压供气系统投入运行后,可使贮气罐的气压保持在设定值的2.5%范围内,将自动排空损失和空载时电机频率降到25HZ的电节省下来。


2、降低噪音,减少环境污染:

恒压供气系统由于实现了变频控制,基本上消除排空放气的情况,从而改善了噪音对环境的污染。


3、延长机械部件使用寿命:

使用空压机节电系统后,空压机大多数时间运行在工频之下,能明显减少机械部件的磨损,延长机器寿命,减少维修费用和缩短维修时间。


4、实现了软起动:

减少机组起动电流对电网的冲击,同时可灵活地重复多次起动,避免了自藕降压起动在这方面的不足。


5、实现恒压供气:

系统投入运行后,提高了供气可靠性和负载变化的调节能力,保证了恒定的供气压力,进一步保证了产品质量的稳定性。


6、运行可靠,故障率几乎为零:

系统设有过载、失压、欠压、过流、缺相等保护功能,运行可靠。

三、应用效果



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