分析变频空压机节能改造的方法

2020-12-30 14:58:07 2397

变频调速技术是对交流电动机进行智能化控制的技术措施,是变频技术在实际当中的一种应用形式。作者进行了变频改造的可行性及变频调速技术对空压机改造的应用分析,提出了变频节能技术改造方法,并对该方法的经济性进行评估。本文对变频空压机进行了节能改造分析,提出一种空压机节能变频改造方法。

变频改造的可行性分析

由流体力学的相关知识可知,缩机、风机及泵类等设备都属于变转矩负载,其压力、功率和流量满足如下关系:流量和转速是正比例关系,压力和转速的平方是正比例关系,轴功率和转速的立方是正比例关系,因此,若电动机的转速有所下降时,其轴功率将发生大幅度的下降。

例如当流量为加载流量的75%时轴功率将下降到额定功率的49%。从上述原理中我们可以得到对空压机进行变频控制设计的思路,即将压力传感器安装在空压机的出口处,以此来获得所需要的电流信号。

若系统的用气量减小,则此时将出现空压机出口压力升高的现象,压力传感器的阻值将降低,通过24V直流的电源就可以将压力传感器的阻值转化为相应的电流信号,从而增大了其对变频器的输入信号,通过与预先设定值进行比较后得到偏差来减小变频器调节输出电源的频率,此时即可降低电动机和压缩机的转速,同时减小了排气量。

当系统的用气量增大时,其整体压力将逐渐降低,此时变频器所输出的电源频率将逐渐升高,进而使得电动机的转速和排气量都增大,此时采用变频器进行调速即可满足系统的用气要求,当所调节的用气量和供气量保持平衡时,变频器即会在该点稳定运行,这样就实现了系统的恒压运行,同时能够保证系统一直运行在经济的状态下。
分析变频空压机节能改造的方法

变频调速技术对空压机改造的应用

1、空压机变频控制改造的需求

通常空压机所带的负荷是非常大的,且其启动方式多为星形三角启动,当启动完成后要迅速进行负载的装载,这就使得空压机的启动电流瞬间达到其额定运行电流的4~7倍,对电源造成严重的冲击,加速设备的老化的同时影响正常生产,降低了相关设备的使用寿命[3]。由于普通的空压机是无法进行调速的,因此无法对其使用压力或流量来实现降速的目的,同时在正常运行的过程中空压机也是无法进行频繁启动的,这就使得空压机需长期保持高损耗运行,造成了资源的严重浪费。

由于变频调速技术的节电效果好,调速能力和适应能力强,且平滑的变速性能和软启动方式能够降低启动和变速中对机械的冲击,减小了设备的损耗,延长了设备的使用寿命。同时由于电机运行时频率可以改变,在气量较小的时候可以降低电机的速度,这就是实现了在不需要对空压机进行加载和卸载的条件下完成了对空压机输出功率的调节,进而大幅提高了电机的运行功率,使气压供气系统保持在一个相对稳定的工况下运行,实现了节能的目标。

通过以上分析我们可以发现对两级压缩空压机进行变频改造可以实现节约能源、降低运行成本,延长设备的使用寿命,提高控制的精度等特点,能够从根本上改善空压机的运行工况和成本。

2、空压机的变频调速改造要求

在对空压机进行变频改造时,应保证储气罐出口压力稳定,其波动的范围在生产要求范围之内,同时系统应具备工频和变频两种控制回路,工频控制作为变频控制出现故障时的备用控制,根据空压机工况和转矩特征进行改造,在变频器的输入端可加载一些抗干电磁干扰元件以增强空压机对外界干扰的抵抗能力,若生产工艺发生改变,则应保证改造后的变频控制系统利用横气压和变流方式实现对供气气压的调整。