空压机变频器节能改造-中国变频器网
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>> 正文空压机变频器节能改造 & & 　& &来源：北京中衡国通能源科技有限责任公司　添加人：s21z21　添加时间： 13:29:00空压机变频器节能改造
一、空压机工作原理简述：
　　工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。
　　原空压机的主电机运行方式为星-角或自藕减压起动重于后全压运行。具体操作程序为：按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值后，即回跳压力下，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。
二、原系统工况存在的问题
　　1、 主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用
　　电设备的运行安全。
　　2、 主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。
　　3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。
　　4、 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作量大。
变频改造方案：
一、 节能原理及效果
我们知道，用调整电机转速的方法同样可以调整供气量。由于空压机基本上属于恒转矩负载，用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速（供气量）成正比关系，达到很好的节电效果。两种调节方法用电情况如图1所示。
我们采用具有矢量控制功能的AMB变频器，可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转矩。同时，AMB变频器的自动节能模式，可使电机在满足负载转矩要求下以最小电流运行，达到更好的节电效果。
采用恒压供气变频控制系统所带来的效果如下：
（1）、出气口释放阀全部关闭，取消用出气口释放阀调节供气量方式，以避免由此导致的电能浪费。代之以变频器调整电机的转速来调整气体流量，使电机输出的功率与流量需求基本上成正比关系（如图1所示），始终使电机高效率工作，以达到明显的节电效果。例如当用气量是额定供气量的50%时，节电率可达40%以上；
（2）、利用变频器的节能模式，可使电机在轻载时以最高效率运行，减少不必要的电能损耗；
（3）、根据严格的EMS标准，高效的PWM变频器使用高速低耗的IGBT，降低谐波失真和电机的电能损失。
（4）、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；避免因电流峰值带来的电力公司的罚款；
（5）、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；
（6）、由于电机在高效率状态下运行，功率因数较高，降低了无功损耗，节约了大量电能（如图2所示）。
（7）、保存原释放阀系统，在必要时可参加调节，增强系统的可靠性。
总之，采用恒压供气智能控制系统后，不但可节约30～40%的电力费用，延长压缩机的使用寿命，并可实现"恒压供气"的目的，提高生产效率和产品质量。
　三、变频改造方案设计原则
如图所示：
　根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：
　　1、 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa。
　　2、 系统应具有变频和工频两套控制回路。
　　3、 系统具有开环和闭环两套控制回路。
　　4、 一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。
　　5、 根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。
　　6、 为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。
　　7、 在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
　　8、 考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。
四、变频器的选型
　　根据上述原则，经过多方调研、比较，最后我们选择中衡国通公司的G9系列通用型变频器，使该系统能够满足上述工况要求。
　　1、G9变频器的频率精度：数字设定为±0.01%；模拟设定为±0.2%。可使压力波动范围满足设计要求。
　　2、系统设计了变频和工频两套主回路。
　　3、系统设计了闭环与开环两套控制回路。
　　4、使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。
　　5、 G9型变频器适用恒转矩特性负载，该变频器还具有转矩补偿和提升的功能。
　　6、 在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。
　　7、 在该变频器下端加装输出电抗器，保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。
　　　　三、改造方案原理
　　由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机
　　转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。
　　反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使
　　储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
　　五、　　空压机变频改造后的效益
　　1、节约能源
　　变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状态。
　　2、运行成本降低
　　传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44.3%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。
　　3、提高压力控制精度
　　变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。
　　4、延长压缩机的使用寿命
　　变频器从0HZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电
　　器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。
　　5、降低了空压机的噪音
　　根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降低了空
　　压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。
　投资分析
1、项目费用
空压机节电改造费用为：XXXXXX元
2、投资回报分析
制瓶车间单台空压机改造前每月用电约为：
160KW×24小时/天×30天/月×0.8=XXXXKWH
空压机机节电率可达:20-30%之间波动，月均值在：25%；电费价格为0.52元XXX/KWH 则:
空压机每月节电电费：XXXXWH×25%×XX元/KWH=XXX元
投资回报期=投资总额/每月节约金额=XXXX≈21个月
节电改造投资在XXXX个月内收回全部收回。
随着变频器应用普及时代的来临，将变频器的应用扩展到传统空压机改造的领域，不仅扩大了变频器的应用市场，而且为空压机的制造业也提出了新的课题。预计在不远的将来，由于变频调速技术的介入，空压机将真正地进入经济运行时代。
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本文行家：
空压机变频改造原理一、空压机工作原理简述 是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。二、原系统工况存在的缺陷 1、 主电机虽然星三角降压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。 2、 主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。 3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。 4、 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。三、螺杆空压机采用变频调速的好处 空压机使用场合一般有如下特点：配置容量比实际气量大、气量消耗不稳定、气压要求稳定、噪音要尽可能低（尤其夜间）。变频螺杆空压机有如下几个好处：
1、气压稳定：由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点，通过控制器或变频器内部的PID调节器，能对压力实现快速调节控制；比工频运行的上下限开关控制相比，气压稳定性成指数级的提高； 2、更节能：尽管各个厂家的螺杆空压机采取了不同的节能运行模式，但由于变频器是根据实际用气量实时调整电机转速的，用气量低的时候还可以让空压机自动休眠，这样就大大减少能源的损失。需要注意的是，系统控制方式的不同对节能效果有很大影响。
3、启动无冲击：由于变频器本身是一个软启动装置，启动电流最大在额定电流的两倍左右，与工频启动一般在额定电流的6倍以上相比，启动冲击很小。 这种冲击不仅是对电网的，也有对真个机械系统的冲击，也大大减少。
4、噪音低，由于稳定运行时运行频率小于工频，机械噪音下降，机械磨损小；
5、对储气罐容量要求小。四、改造方案原理 由变频器、压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
参考资料：
[1] 变频空压机
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&&&&&&&&&&空压机变频改造成功案例
郑州洛斯机电设备有限公司(简称洛斯机电)是一家依托专业研发力量，致力于工业节能空压机变频改造领域的高新技术企业。洛斯专业提供制造企业工艺及设备中广泛使用的压缩空气等工业流体介质的相关节能解决方案及其立项实施，同时为企业提供高科技节能系列产品。
洛斯机电拥有国内外领先的独有技术、国际化的节能理念、强大而稳定的研发和营销团队，对.变频改造及余热回收.方法有丰富的经验，并与国内外相关领域的科研院所及社会团体建有长期紧密的合作关系。
反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。空压机变频改造方案设计原则，根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，系统应具有变频和工频两套控制回路，系统具有开环和闭环两套控制回路，一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换，
根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一，为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施，在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围，考虑到系统以后扩展问题，空压机变频器应满足将来工况扩展的要求。
&&&&&&&& 目前，洛斯机电针对我国每年耗电高达2000亿度的压缩空气系统，推出了压缩机房节能监控系统、空压机群专家控制器等气动节能系列产品;智能气体泄漏点扫描枪、智能气体泄漏量检测仪等泄漏检测系列产品，同时为企业提供全面细致的节能诊断服务，量身定制投资回收期短、节能效果显著的节能改造方案及立项实施。
公司市场和业务也不断向汽车制造、机械加工、橡胶、棉纺化纤、钢铁、水泥、家电等工业领域的节能改造深入，并已经对国内外知名企业实施了整厂节能改造项目。
& 洛斯机电未来将不断为客户提供更优质、更高效的专业节能解决方案，为促进我国节能机制转换、扩大节能投资、提高能源利用效率、减少温室气体排放做出不懈的努力。
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