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空压机变频一体化节能
 

一、行业分析
    全国有180亿元/年的空压机市场,有超过400万台的空压机在工作,22KW以上功率等级的空压机超过100万台,22kw以下中小空压机以活塞式为主。年新增数十万台。 空压机一般按工厂最大负荷加10-20%余量设计,另外工厂实际需求存在季节性及时间性波动,也导致用气量波动较大,所以空压机多数时间并非满载运行,节能空间很大。 空压机的用电量约占全部工业用电设备的9%,节能降耗利国利民。 国家提供专项资金大力扶持节能降耗,这也进一步推动了空压机等产业的升级。变频空压机也越来越为广大用户接受。变频空压机已经成为未来的主流发展方向。


二、传统空压机的问题传统空压机的工作图

传统空压机的问题:
1、电能浪费严重
   传统的加卸载式空压机,能量主要浪费在:
   1)加载时的电能消耗
   在压力达到所需工作压力后,传统控制方式决定其压力会继续上升直到卸载压力。在加压过程中,一定会产生更多的热量和噪音,从而导致电能损失。另一方面,高压气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样耗能。
   2)卸载时电能的消耗
   当达到卸载压力时,空压机自动打开卸载阀,使电机空转,造成严重的能量浪费。空压机卸载时的功耗约占满载时的30%~50%,可见传统空压机有明显的节能空间。
2、工频启动冲击电流大
   主电机虽然采用Y-△减压起动,但起动电流仍然很大,对电网冲击大,易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。对于自发电工厂,数倍的额定电流冲击,可能导致其他设备异常。
3、压力不稳,自动化程度底
   传统空压机自动化程度低,输出压力的调节是靠对加卸载阀、调节阀的控制来实现的,调节速度慢,波动大,精度低,输出压力不稳定。
4、设备维护量大
   空压机工频启动电流大,高达5~8倍额定电流,工作方式决定了加卸载阀必然反复动作,部件易老化,工频高速运行,轴承磨损大,设备维护量大。
5、噪音大
   持续工频高速运行,超过所需工作压力的额外压力,反复加载、卸载,都直接导致工频运行噪音大。
三、变频器空压机的优点

节能原理:变频调速系统以输出压力作为控制对象,由变频器,压力传感器、电机组成闭环恒压控制系统,工作压力值可由操作面板直接设置,现场压力由传感器来检测,转换成4~20mA电流信号后反馈到变频器,变频器通过内置PID进行比较计算,从而调节其输出频率,达到空压机恒压供气和节能的目的。
变频节能表现:
   1、变频器通过调整电机的转速来调整气体流量,使电机的输出功率与流量需求成正比,保持电机高效率工作,功率因数高,无功损耗小,节电效果明显;
   2、按严格的EMS标准设计,高速低耗的IGBT以及采用了高效的失量控制算法,使得V&T变频器谐波失真和电机的电能损耗最小化;
   3、自动快速休眠使得空载时间变短,电机完全停止,最大程度节能。无冲击启动及低频大转矩特性保证变频器随时带载起停。

节能空间:
     灰色:变频空压机功耗曲线
     绿色:节能部分A,变频空压机比普通空压机节省的能量
     浅蓝色:节能部分B,变频空压机可能节省的能量。B为当变频空压机已进入空久停机休眠阶段,而普通空压机没有进入休眠时,变频空压机节省的能量。如果变频空压机也没有进入休眠,则B=0。
   刚启动或休眠后启动时,普通空压机和变频空压机均运行在额定功率附近。因此变频空压机可以保证充气的快速性。

四、变频改造优势:
   1、启动电流小,对电网无冲击
   变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升,没有任何冲击;可使电机实现软停,避免反生电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命;
   2、输出压力稳定
   采用变频控制系统后,可以实时监测供气管路中气体的压力,使供气管路中的气体的压力保持恒定,提高生产效率和产品质量;
   3、设备维护量小  
   空压机变频启动电流小,小于2倍额定电流,加卸载阀无须反复动作,变频空压机根据用气量自动调节电机转速,运行频率低,转速慢,轴承磨损小,设备使用寿命延长,维护工作量变小。
   4、噪音低  
   变频根据用气需要提供能量,没有太多的能量损耗,电机运转频率低,机械转动噪音因此变小,由于变频以调节电机转速的方式,不用反复加载、卸载,频繁加卸载的噪音也没有了,持续加压,气压不稳产生的噪音也消失了。   总之,采用变频恒压控制系统后,不但可节约一笔数目可观的电力费用,延长压缩机的使用寿命,还可实现恒压供气的目的,提高生产效率和产品质量。
五、YFV5-K空压机专用变频节能柜的优点:
针对空压机的特殊控制需求,陕西银丰公司提出的产品策略是:
一体化的专用变频器 + 用户可选的操作界面,为了将变频器更好地融入到空压机控制系统当中,我们推出了V5-K空压机专用变频器。采用一体化的结构设计,更紧密贴近空压机行业需求,实现了更加优异的控制性能:
1、内置的控制器完成空压机的所有控制功能。
    控制器与变频器完美地结合成了一个有机整体,用户再不用配备额外的控制器,同时也大大简化了用户的安装接线和保养维护操作。
2、与变频器快速的交换数据,较传统方式快5-10倍。
   V5-K变频器能根据压力传感器反馈的压力信号,经过处理后直接调整电机的输出频率,而不需要像传统方式那样,通过控制器处理后给出一个模拟量作为变频器频率给定。这就大大降低了模拟量波动所带来的精度不稳,同时通过485通讯,数据能以更快速更准确的方式进行交换。
3、更有效的压力控制精度和响应时间
    V5-K变频器的频率给定可以精确到0.01Hz,开环矢量控制稳速精度可达±0.2%,甚至可以一转一转地控制电机转速,并且能自动补偿高负载时马达的转速变动。这就大大提高了系统的压力控制精度,快速精确地响应实际压力的变化。
4、高效的性能,支持空压机满压启动。
   V5-K变频器是全新一代的空压机行业专用变频器,采用国际同步的无速度传感器矢量控制技术,为电机在低速运转时提供更大的转矩。较高的启动转矩,完全支持空压机满压启动,良好的动态特性,同时具备超强的过载能力,以满足空压机的控制需求;
5、全方位的整机保护功能
   提供强大灵敏的软/硬件的限流保护、过流和过压保护、对地短路保护、过载保护、IGBT的直通保护、电流检测异常、继电器吸合异常等保护功能,保证空压机系统的稳定性和可靠性。

 
 
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