空压机变频改造注意事项及优点
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空压机变频改造注意事项及优点

时间:2018-10-19 作者:nflixin 分享到:

空压机变频改造注意事项及优点

目前的许多空压机运行中,有很大一部分时间是在非满负荷情况中进行的,这样一来,通过传统的控制就会产生能量浪费,从而造成效率低下。但现在已经有了新一代的空压机产品,由于 它通过调速控制器,使得有机会在非满负荷运行的时候可以节省能源,提高效率。这种空压机都有一个内置式调速控制器VSD以作为整个机器装备的一部分。

本文中将主要介绍空压机使用调速控制器(尤其是变频器)的基本情况,并简单阐述一些空压机使用变频器后一些注意小点。   空压机运行控制工频状态下,系统为压力控制加载,电机始终处于工频运行状态。改造变频器装置后,可将管网压力控制在任一恒定压力之下,由变频系统自动控制电机的调速。

采用压力传感器装置检测管网的压力,通过PID调节给出一路模拟信号到变频器,变频器给出适当的电压和频率给空压机电机,调节电机的转速和输出功率,这样形成一个闭环反馈系统维持管网的压力恒定,并且可以通过内部PLC自动调节。

在实际应用中检测,随着使用时间白天、晚上的不同,按供气量不同,所需的供给的功率也不同,传统的调节方式是通过压力阀的调节加载。

空压机加装变频器时比较简单。将电机从原交流重拆出,装到变频柜中,从电源空开侧引出电缆到变频柜中,外部采样信号接入控制交流中,进行自动调节电机转速以实现恒压控制(PID调节),变频自身带有各项保护(过压、过流、过载、过热及欠压保护)。

采用变频的优点:起动方便无冲击电流,自动调节、压力恒定、噪音低、机件磨损少、机器运行平稳。

1)启动方式:

空压机是大转动惯量负载,这种启动特点就很容易引起V/F控制方式的变频器在启动时出现跳过流保护的情况,建议选用具有高启动转矩的无速度传感器矢量变频器,保证即能实现恒压供气连续性,又保证设备可靠稳定的运行。

空压机不允许长时间在低频下运行,当空压机的转速过低,一方面将使空压机的工作稳定性变差,另一方面也使缸体的润滑变差,会加快磨损,所以工作的下限频率应不低于25Hz。

用变频器调速的电动机的起动和停止,不能用断路器及接触器直接操作,而应用变频器的控制端子来操作,否则会造成变频器失控,并可能造成严重的后果。

用变频器控制电动机转速时,电动机的温升及噪声会比用网电(工频)时高;在低速运转时,因电动机风叶转速低,应注意通风冷却以及适当减轻负载,以免电动机温升超过允许值。

变频器的启动信号由三角形接法交流接触器KM1控制,即在星型时变频器不启动无输出;空压机时间继电器JS的整定时间要大于等于变频器的启动时间,这保证变频器空载变频启动。

设计的系统最好是具备变频和工频两套控制回路,确保变频出现异常跳保护时,不影响生产。

电动机首次使用或长时间放置后再接入变频器使用之前,必须对电动机进行绝缘电阻测量(用500V或1000V兆欧表,测量值应不小于5M欧)。如果绝缘电阻过低,则会损坏变频器。变频器与电动机相连时,不允许用兆欧表去测量电动机的绝缘电阻,否则,兆欧表输出的高压会损坏逆变器。

2)空压机改造变频器选型及安装使用环境

建议选用功率比空压机大一级的通用型变频器或者选用南方利鑫空压机专用型同等级变频器,以免空压机启动时出现频率跳闸的情况。

变频器若一年以上不使用,须对电容器从新充电,充电时间为每年1小时。

变频器应垂直安装,留有通风空间,并控制环境温度不超过40℃。

3)空压机变频改造接线安装:

在进行空压机变频改造时应注意尽量还保持原有设备主电路和控制电路的完整性,对其电路的改动越少越好;这有利于在变频器发生故障或是检修时,空压机可以很方便地改动回到原有的控制方式上去,这保证了空压机在变频和工频状态下都可以运行,也使得改造时可以不用重新编写PLC程序。

变频器的下限运行频率设在25-30HZ,若HZ数太低,可能会造成尤其分离器无法有效分离油气,造成空压机漏油现象。但要依实际情况具体来考虑设定下限值,因为不同的空压机其机械配合磨损和效率不尽相同,其不漏油的下限频率也不一定相同。

供电线路的阻抗不能太小。变频器接入电压电网,当配电变压器的容量大于500KVA或配电变压器的容量大于变频器的容量的10倍时,或变频器的接在离配电变压器很近的地方时,由于回路阻抗小,投入瞬间对变频器产生很大的浪涌,会损坏变频器的整流元件等。当线路阻抗过小时,应在电网与变频器之间加装交流电抗器。

当电网三相电压不平衡率大于3%时,变频器输入电流的峰值就很大,会造成变频器及连接过热或损坏电子元件,这时也需加装交流电抗器。特别是变压器为V形接法时更为严重,除在交流侧加装电抗器外,还需要在直流侧加装直流电抗器。

不能因为提高功率因数而在进线侧装设过大的电容器,也不能再电动机与变频器之间装设电容器,否则会使线路阻抗下降,产生过流而损坏变频器。

变频器与电动机之间一般不宜加装交流接触器,以免断流间产生过电压而损坏逆变器。若需要加装,在变频器运行前,输出接触器应先闭合。

传感器安装在供气主管道上,有的供气系统在空气压缩机的出气口采用了止回阀,安装传感器的位置应该在止回阀后,即远离出气口一端。否则造成空气压缩机卸载时压力骤降,频繁加载和卸载时变频器出现频率震荡。

注意电动机的热保护。如果电动机与变频器容量适配,则变频器内部的热保护能有效的保护电动机。如果两者容量不匹配,须调整其保护值或采取其他保护措施以保证电动机的安全运行。变频器电子热保护值(电动机过载检测),可在变频器额定电流的25%-105%范围内设定。

4)空压机变频改造干扰如何对待?

有些空气压缩机的控制器对系统接地要求高,系统没有可靠接地的情况下必然造成变频运行时对检测信号的干扰,本人曾遇到过几次。控制线必须采用屏蔽线并可靠接地,最好能和输出电缆分开布线,变频柜的接地必须可靠,最好独立接地,空气压缩机也要可靠接地,这样才能保证干扰得到有效抑制。还可防止变频器因漏电而引起电击。

为了有效滤除变频器输出电流中的高次谐波分量,减小因高次谐波引起的电磁干扰,建议选用输出交流电抗器,还可以减小电机运行噪音和温升,提高电动机的稳定性。

5)制动电阻的使用

对于提升负载、频繁起停的场合,会有大转矩产生,需要选配适当的制动电阻,否则变频器将常因过电流或过电压故障而跳闸。

对于变频器驱动普通电动机作恒转矩运行的场合,应尽量避免长期低速运行,否则电动机散热效果变差,发热严重。如果需要以低速恒转矩长期运行,就必须选用变频电动机。当电动机另有制动器时,变频器应工作于自由停机方式,且制动的动作信号在变频器发出停车指令后才发出。变频器外接的制动电阻的阻止不能小于变频器允许所带制动电阻的要求。在满足制动要求的前提下,制动电阻宜取大些。切不可将应接制动电阻的端子直接短接,否则,在制动时会通过开关管发生短路事故。

正确处理好升速与减速问题。变频器设定的加、减速时间过短,容易受到“电冲击”而有可能损坏变频器。因此使用变频器时,在负载设备允许的前提下,应尽量延长加、减速时间。如果负载重,则应增加加、减速时间;反之,可适当减少加、减速时间。如果负载设备需要短时间内加、减速,则必须考虑增大变频器的容量,以免出现太大的电流,超过变频器的额定电流。如果负载设备需要很短的加、减速时间(如1S以内),则应考虑在变频器上采用刹车系统。一般较大容量的变频器都配有刹车系统。

总结:通过使用交流变频器对空压机进行改造后,不但操作方便、简单、维护量小,而且由显著的节能效果,并且实现高度自动化调节,达到高效节能的要求。空压机恒压供气使用变频器与压力控制构成闭环控制系统,使压力波动减少到1.5%,降低噪音,减少振动,保证设备稳定运行。使用变频器后,空压机可在任何压力下随意启动,打破了以前不允许带压启动的规定,启动电流较以前大大降低。使用变频器后,节电率普遍达到20% 左右,它较风机,水泵类负载节电率低。但电机功率都比较大,其节电量值较大,经济效益比较显著。

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