重庆空压机在工业生产中有着广泛地应用。它担负着为所有气动元件,包括各种气动阀门,提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响生产工艺。空压机的种类主要有活塞式、螺杆式,但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。
一、电机原理及空压机加、卸载供气控制方式存在的电能浪费
1、交流异步电动机的转速公式为:
n=60f(1-s)/p 其中 n—电机转速 f—运行电频率;
p—电机极对数 s—转差率;
2、空压机加、卸载供气控制方式存在的问题
加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin~Pmax之间来回变化。Pmin是较低压力值,即能够保证用户正常工作的较低压力。一般情况下,Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示:
Pmax=(1+δ)Pmin
δ是一个百分数,其数值大致在15%~30%之间。
在加、卸载供气控制方式下的空压机,所浪费的能量主要在2个部分:
加载时的电能消耗 :在压力达到较小值后,原控制方式决定其压力会继续上升直到压力值。在加压过程中,一定要向外界释放更多的热量,从而导致电能损失。另一方面,高于压力值的气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。
卸载时电能的消耗:当压力达到压力值时,空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据我们测算,空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%~25%。换言之,该空压机20%的时间处于空载状态,在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下,空压机电机存在很大的节能空间。
二、恒压供气控制方案的设计
针对原有供气控制方式存在的诸多问题,可应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时,我们可以把管网压力作为控制对象,压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器VVVF,通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。
同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。