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空壓機系統節能改造變頻調速方式

文章來源: 東莞豐光機械設備人氣:239發表時間:2018-11-19 17:42:29

   1、空壓機系統節能改造變頻調速的工作原理


  變頻調速技術是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到點擊調速目的的技術,空壓機所使用的電動機通常為交流異步電動機,其輸出轉速為:


  n=60f (1-s)/p ……………………… (1)


  n—電動機的轉速


  f—電源的頻率,Hz


  p—電動機的極對數


  s—電動機的轉差率,(0-6%)


  由交流異步電動機的轉速公式(1)可知,只要設法改變三相交流電動機的供電頻率f,就能十分方便地改變電動機轉速n。而當轉差率s變化不大時,交流電動機的轉速n基本與f 基本成正比,即當調節供電頻率時便可調節異步電機的轉速,這是變頻的理論基礎。因此采用變頻調速器來改變電動機的供電頻率,也就改變了電動機轉速,同時也改變了空壓機氣缸的運動頻率,進而改變了空壓機輸出的氣體壓力,達到調節空壓機輸出氣體壓力的目的。


空壓機系統節能改造


  根據電磁感應原理,在變頻調速時,只要磁通Φ保持不變,則電源頻率f 就與電機定子電壓成正比,那么電機的轉速和輸出功率就隨著電源頻率的變化而變化。當電源頻率減小時,電機的轉速也隨之減小,改變定子側的輸入電壓,即可調節電動機的頻率,這就是恒壓頻比(v/f)的控制方式。該方法實現起來簡單,便于控制在調速性能要求不是很高的場合,也是目前廣泛采用的一種調速方法。


  該系統的說明:空壓機系統節能改造以輸出壓力為控制對象,由壓力變送器取出的反饋信號接到本身具有PID調節功能的變頻器上,與預設的壓力給定信號進行比較,經PID調節后綜合信號接到變頻器的輸入給定端,從而按壓力的變動量決定電機M的工作頻率和轉速的大小,實現變頻調節的方式。


  2、變頻調速節能分析


  (1)恒轉矩負載類應用


  恒轉矩負載即不管轉速如何變化,負載轉矩是恒定的。其公式如下:


  P=K×T×n……………………………… (2)


  式中:P為軸功率,K為系數,T為負載轉矩, n為轉速。


  從公式(2)可以看到,軸功率與電機的轉速成正比。應用變頻調速技術后,如當由于工藝的需要而降低電機轉速n至額定轉速的80%時,相應的電能消耗降低為原來的80%。


  (2)變轉矩負載類應用


  通過流體力學的基本定律可知:風機、泵類、壓縮機設備均屬變轉矩負載,其轉速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關系:Q∝n,H∝n2, P∝n3;也就是說,流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。當電機轉速稍有下降時,軸功率將大幅下降。如當流量為額定流量的80%時,Pn僅為0.51Pe,即電機軸功率僅為額定功率的51%,下降近一半。因而當變頻器應用于風機、水泵、壓縮機等負載,當流量有變化時就能夠節能,且節能效果非常顯著。


  余熱回收原理


  對于空壓機來說,其輸入能源的80%左右將轉化為熱能,如果根據相應類型空壓機的結構和原理,適當地進行改造,將其熱量回收,就可以變廢為寶,將原本排入環境的熱量收集利用,減少用于其他用途加熱的燃料消耗量。


  
此文關鍵詞:空壓機系統節能改造變頻調速方式
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