我們都知道,決定空壓機速度的主要是電動機的轉(zhuǎn)子。
按照轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系,電動機可分為:同步電動機和異步電動機。同步電動機在任何額定轉(zhuǎn)速下(尤其是低速轉(zhuǎn)速下)的效率都很高。一般小容量同步電動機的效率為85~92%;大中容量同步電動機的效率為95~98%,其轉(zhuǎn)速低于1000r/min,適合于直接驅(qū)動功率不大的往復活塞式空氣壓縮機。近年來,利用晶閘管變頻裝置,使同步電動機能夠通過變頻做調(diào)速運行,在一定控制方式下,其運行特性和他勵立式直流電動機相近。
同步電動機另一個突出優(yōu)點是功率因數(shù)較高,在運行時不僅不使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低,相反的還能改善電網(wǎng)的功率因數(shù),必要時可在超前功率因數(shù)下運行。 此外,大功率、低轉(zhuǎn)速的同步電動機或直流勵磁電源。
(2)異步電動機異步電動機又稱感應電動機,被廣泛的應用在動力負載中(約占85%)。它的結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,使用和維護方便,運行可靠,較堅固耐用,具有較高的效率和較好的工作特性;但效率因數(shù)和調(diào)速特性限制了它的廣泛使用。他工作時要從電網(wǎng)汲取滯后的電流,因此其功率因數(shù)是滯后的,即它必須由電網(wǎng)供給一定滯后的無功功率,對電網(wǎng)是一個相當重的負擔,增加了耗損,也妨礙了有功功率的輸出;它的啟動電流大,使供配電系統(tǒng)產(chǎn)生較大的電壓降,可能影響電源上的其他電動機運行。
按轉(zhuǎn)子繞組機構(gòu)形式,異步電動機可分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子。前轍機構(gòu)牢固,成本低,基本是定速的;繞線型轉(zhuǎn)子電動機可以在一定范圍內(nèi)調(diào)速,氣動特性也較好,但較重些,功率因數(shù)和功率也較低。
而傳統(tǒng)空壓機拖動系統(tǒng)的特點:具有恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì),電動機的軸功率PL與轉(zhuǎn)速n 成正比;大多處于長時間連續(xù)運行狀態(tài),但負載大小常有變動,為連續(xù)變動負載;飛輪力矩大,故要求有較大的啟動轉(zhuǎn)矩;啟動次數(shù)少,對升、降速時間無要求;大多有自動卸載與裝載裝置,在自動卸載或裝載時,負載將突變。
壓縮機的主要控制對象是空氣的壓力,在冷凍或冷卻系統(tǒng)中,常常以溫度作為控制參量。常見的控制方式有:手動調(diào)節(jié)輸入或輸出口的閥門開度;用機械方式進行自動卸載與裝載控制;通過改變?nèi)~片的角度來調(diào)節(jié)壓力或流量等。
壓縮機的原拖動系統(tǒng)大多采用單電動機拖動,電動機本身不調(diào)速。
所以速度是直接影響著空壓機的工作效率和能源的消耗。
低速是獲得壓縮機高度可靠性的最主要手段,間隙控制良好的機頭才能在低速下獲得高效率。低速不僅是獲得高度可靠性的最主要手段,也是節(jié)能的重要措施。首先,氣流速度越低。壓縮過程中氣流與冷卻液的熱交換越充分,氣體溫度越低壓縮過程中耗功越小。其次,低轉(zhuǎn)速機頭氣流通道大,進氣孔排氣孔尺寸大,氣流通過機頭的流速低,氣流的摩擦損失小。低轉(zhuǎn)速條件下軸承和軸封的摩擦小。機械損失大為降低。
但是,在噴油螺桿空壓機中,很多單位在空壓機試運轉(zhuǎn)保養(yǎng)時或開車前的低速預溫過程中,由于長時間的低速無負荷空轉(zhuǎn)運行,多次發(fā)生機殼、端蓋的過度磨損,軸承發(fā)熱發(fā)燙甚至燒蝕等故障。
為解決這一系列的故障,螺旋空壓機發(fā)展出一些控制方式,變速控制在早期大多使用于滑輪機驅(qū)動的空壓機,而達達驅(qū)動的空壓機大都使用定速控制;在變頻器的研發(fā)漸趨成熟的狀況下,馬驅(qū)動的變速控制空壓機確實是一種非常理想的流量/壓力控制方式,但是目前此種變速(變頻)控制方式仍然受到一些限制:。所以在新型的變頻器技術(shù)發(fā)明出來了。他能夠自動調(diào)節(jié)空壓機的速度,避免了個中故障的發(fā)生。
在空壓機極為消耗的能源的當今世界,制造商也在極力尋求提高工作效率,降低能源消耗的方法。而速度就是影響這一要點的重要因素之一。當然新技術(shù)的發(fā)明,變速器技術(shù)卻改善了這些。
變頻螺桿空壓機控制系統(tǒng)特點
1、穩(wěn)定的管網(wǎng)壓力:變頻化的螺桿空壓機利用了變頻器的無級調(diào)速特點,通過控制器或變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器,能對壓力實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)控制;與工頻運行的上下限開關(guān)控制相比,氣壓穩(wěn)定性成指數(shù)級提高;
2、更好的節(jié)能效果:變頻器根據(jù)實際用氣量實時調(diào)整電機轉(zhuǎn)速,當用氣量低的時候可以啟動自動休眠,這樣就可以有效的減少空轉(zhuǎn)時間或避免螺桿壓縮機進入空轉(zhuǎn)狀態(tài),從而大大減少能源損失。
3、啟動無沖擊:由于變頻器本身是一個軟啟動裝置,啟動電流最大時在額定電流的兩倍左右,與工頻啟動一般在額定電流的6倍以上相比,啟動沖擊很小。減小了啟動瞬間對電機電器元件的沖擊,延長了電機和接觸器的壽命。
4、噪音變小:由于減少了空壓機頻繁加卸載的次數(shù),噪聲也相應減少。
5、提高運行時的工作效率:由于壓縮機不能排除在滿負載狀態(tài)下長時間運行的可能性,所以,只能按最大需求來決定電動機的容量,故設(shè)計容量一般偏大。在實際運行中,輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速就可以提高工作效率。
6、提高壓縮機的工作性能:由于變頻器可以十分方便地進行連續(xù)調(diào)節(jié),能保持壓力、流量、溫度等參數(shù)的穩(wěn)定。.
7、兼容性好:由于采用modbus通訊協(xié)議,可與市場上大部分的空壓機專用控制器配合使用。
結(jié)論:所以在選擇時還是帶變頻配置的壓縮機好,電動機是壓縮機首選的驅(qū)動機,中小型壓縮機都采用異步交流電動機;大中型壓縮機則采用同步交流電動機;少數(shù)船用壓縮機采用直流電動機驅(qū)動?諌簷C可以在保證生產(chǎn)所需要的最低壓力下運行,電機輸入功率大大下降,輔以壓力閉環(huán)控制,實現(xiàn)空壓機的供氣壓力轉(zhuǎn)速的動態(tài)匹配,減少了電機的實際輸入功率,達到節(jié)能目的。電機的轉(zhuǎn)速由供氣壓力來控制,壓縮機需要多大的功率,電機就輸出多大的功率,而不必做無用功,從而取得良好的節(jié)能效果。壓縮機速度適合與否就是改變壓縮機節(jié)能是否成功的重要因素之一。
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