四方C320K空壓機專(zhuān)用變頻器應用方案
一、引言
空壓機是一種壓縮空氣以提高氣壓的發(fā)生裝置,是僅次于電力的第二動(dòng)力源,廣泛的用于驅動(dòng)各種風(fēng)動(dòng)機械、風(fēng)動(dòng)工具,在冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等行業(yè)有廣泛的應用,是許多工藝流程中的關(guān)鍵設備。
傳統的螺桿式空壓機存在一些明顯的技術(shù)弱點(diǎn):如供氣量無(wú)法連續調節,氣壓容易產(chǎn)生大幅的波動(dòng);卸載時(shí)嚴重浪費能源;頻繁的啟停,影響電機的使用壽命,設備維護量大等等。
近年來(lái),通過(guò)變頻調速技術(shù)改變空壓機電機的轉速,而且空壓機的供氣流量隨著(zhù)用氣流量的改變自行調節,達到真正的供需平衡,在節能的同時(shí),也可使整個(gè)系統達到最佳工作效率,變頻螺桿式空壓機成為空壓機市場(chǎng)的發(fā)展趨勢。
二、變頻螺桿空壓機的優(yōu)勢分析
螺桿空壓機的工作原理:由一對相互平行嚙合的陰陽(yáng)轉子在氣缸內轉動(dòng),使轉子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化,空氣則沿著(zhù)轉子軸線(xiàn)由吸入側輸送至輸出側,從而實(shí)現空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程。陰轉子的槽及陽(yáng)轉子齒被主電機驅動(dòng)而旋轉。
但是,傳統的螺桿式空壓機存在一些明顯的技術(shù)弱點(diǎn):
(1)啟動(dòng)電流沖擊大
傳統的空壓機主電機采用Y-△減壓起動(dòng),起動(dòng)電流約為額定電流3倍,仍然很大,對電網(wǎng)沖擊大,易造成電網(wǎng)不穩以及威脅其它用電設備的運行安全。
變頻器可使電機起動(dòng)、加載時(shí)的電流平緩上升,沒(méi)有任何沖擊;電機實(shí)現軟啟停,避免沖擊電流造成的危害,有利于延長(cháng)設備的使用壽命;
(2)加、卸載調節供氣的控制方式嚴重浪費能源
傳統的控制方式,空壓機在加載時(shí):從設定壓力到卸載壓力的加壓過(guò)程中,電能白白浪費掉,而經(jīng)過(guò)減壓閥減壓的過(guò)程,也是在浪費能量;空壓機卸載時(shí):關(guān)閉電磁閥使電機一直在空轉,這種調整方法同樣是極大的能力浪費,卸載時(shí)的功耗約占滿(mǎn)載的20%~40%。
在變頻控制方式下,變頻驅動(dòng)系統通過(guò)控制電機轉速來(lái)控制氣壓,使輸出壓力始終維持在設定壓力,輸出壓力保持恒定,避免頻繁加卸載導致的電能浪費。
空壓機屬于恒轉矩負載,單就輸出功率而言,采用變頻調速節能效果遠不如風(fēng)機泵類(lèi)二次方負載顯著(zhù)。但空壓機大多處于長(cháng)時(shí)間連續運行狀態(tài),由于設計時(shí)都是按最大需求來(lái)選擇排氣量的,而實(shí)際工作中,空壓機經(jīng)常會(huì )運行在非滿(mǎn)載狀態(tài),非滿(mǎn)載運行過(guò)程有著(zhù)巨大的節能空間。
(3)供氣壓力穩定性差,生產(chǎn)工藝難保證
在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節,氣壓的穩定性對產(chǎn)品質(zhì)量的影響是很大的,用戶(hù)對供氣壓力精度都有一定要求,傳統的空壓機為避免氣壓不足,供氣壓力較要求值要偏高一些,但這樣會(huì )使成本高、能耗大,同時(shí)頻繁的加卸載也很難保證氣壓精度;
變頻器可以閉環(huán)實(shí)時(shí)監測供氣管路中氣體的壓力,PID調節器比較當前壓力與設定壓力差值比較,保證輸出壓力始終維持在設 定壓力,輸出壓力保持恒定,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品工藝質(zhì)量。三、C320K與普樂(lè )特控制器變頻方案介紹
C320K系列變頻器,是四方電氣技術(shù)有限公司在C320矢量型變頻器基礎上,改進(jìn)完善了硬件和軟件設計,集成了多項空壓機控制和應用專(zhuān)用功能,內置標準的MODBUS-RTU通信協(xié)議,可配合普樂(lè )特控制器組成螺桿空壓機變頻控制系統。
方案配置:C320K變頻器,普樂(lè )特MAM660VF3普樂(lè )特一體控制器(配CT相序檢測傳感器一套),NDK(BK)-150VA變壓器(輸入380V,輸出220V、20V),其他元氣輔件和線(xiàn)材請參考下面配線(xiàn)圖。
四、安裝調試指導
1. 變頻器與MAM660VF3控制器的接線(xiàn):
FWD、CM接22、23號 端子CC、GND接5、6號端子
RS+、RS-接3、4號 端子TA、TB接 6、9端子
2. 普樂(lè )特控制器設置
進(jìn)入廠(chǎng)家參數,設置變頻器型號(普樂(lè )特控制器的文本部分,廠(chǎng)家參數選擇“SUNFAST”;
3. 變頻器參數設置
F0.1=6(外部電流信號); F0.4=0001(外部電子啟動(dòng));
F0.7= 下限頻率; F1.18=電機轉速(大多為2極電機) F9.0=0104; F9.1=1; F9.3=0001.從機
4. 常見(jiàn)故障的處理
“溫度傳感器失靈” --檢查線(xiàn)路和PT100
“壓力傳感器失靈” --檢查線(xiàn)路和壓力變送器
“相序錯” --相序接反或斷相,檢查線(xiàn)路
“排氣溫高” --檢查通風(fēng),潤滑油等
5. 調試步驟
控制器上電5秒自檢,按啟動(dòng)鍵不能啟動(dòng)空壓機,自檢結束后按啟動(dòng)鍵,主機開(kāi)始啟動(dòng)。主機啟動(dòng)過(guò)程為:22、23號端子閉合,給變頻器啟動(dòng)信號;25號端子閉合,輸出空壓機啟動(dòng)指示信號,5、6號端子輸出4~20mA電流給變頻器,控制其輸出頻率,電機開(kāi)始運轉。
啟動(dòng)后控制器根據檢測壓力與設定的變頻工作壓力進(jìn)行PID運算,輸出4~20mA電流,調節電機轉速,自動(dòng)平衡供氣壓力,實(shí)現恒壓供氣。
五、小結
變頻螺桿空壓機市場(chǎng)正在不斷擴大,到2015年,我國的空壓機市場(chǎng)容量將超過(guò)300億元,國內的變頻螺桿機正在經(jīng)歷普及的過(guò)程,變頻螺桿機雖然初始投資大,但是回報率高。隨著(zhù)政府的節能減排力度的加大,客戶(hù)節能意識的提高,可以預見(jiàn),變頻螺桿機的成長(cháng)性高、未來(lái)市場(chǎng)容量龐大。