空壓機節(jié)電改造原理：
一、 節(jié)能原理及效果
我們知道，用調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的方法同樣可以調(diào)整供氣量。由于空壓機基本上屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，用變頻調(diào)速的方法調(diào)整供氣量能使電機的輸出功率基本與轉(zhuǎn)速（供氣量）成正比關(guān)系，達到很好的節(jié)電效果。兩種調(diào)節(jié)方法用電情況如圖1所示。
我們采用具有矢量控制功能的ABB變頻器，可使電機在低速時也能提供滿足負載需要的轉(zhuǎn)矩。同時，ABB變頻器的自動節(jié)能模式，可使電機在滿足負載轉(zhuǎn)矩要求下以最小電流運行，達到更好的節(jié)電效果。
采用恒壓供氣變頻控制系統(tǒng)所帶來的效果如下：
圖1 功率-流量曲線圖
（1）、出氣口釋放閥全部關(guān)閉，取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量方式，以避免由此導(dǎo)致的電能浪費。代之以變頻器調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量，使電機輸出的功率與流量需求基本上成正比關(guān)系（如圖1所示），始終使電機高效率工作，以達到明顯的節(jié)電效果。例如當(dāng)用氣量是額定供氣量的50%時，節(jié)電率可達40%以上；
（2）、利用變頻器的節(jié)能模式，可使電機在輕載時以最高效率運行，減少不必要的電能損耗；
（3）、根據(jù)嚴(yán)格的EMS標(biāo)準(zhǔn)，高效的PWM變頻器使用高速低耗的IGBT，降低諧波失真和電機的電能損失。
（4）、可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設(shè)備的使用壽命；避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款；
（5）、采用變頻控制系統(tǒng)后，可以實時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；
（6）、由于電機在高效率狀態(tài)下運行，功率因數(shù)較高，降低了無功損耗，節(jié)約了大量電能（如圖2所示）。
（7）、保存原釋放閥系統(tǒng)，在必要時可參加調(diào)節(jié)，增強系統(tǒng)的可靠性。
總之，采用恒壓供氣智能控制系統(tǒng)后，不但可節(jié)約30～40%的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，并可實現(xiàn)"恒壓供氣"的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
二、 空壓機變頻控制系統(tǒng)說明
（一）、概述
空氣壓縮機恒壓供氣智能控制系統(tǒng)是由變頻器、壓力傳感器、可編程控制器（PLC）控制單元、軟件控制單元等組成。此控制系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器檢測到的空壓機出口的壓力值，通過可編程控制器（PLC）調(diào)節(jié)計算和變頻器調(diào)整壓縮機電機的工作狀態(tài)，在精確地控制空壓機出口的壓力的同時，延長壓縮機系統(tǒng)的使用壽命，并大幅度地節(jié)約電能。
(二)、產(chǎn)品特點
1、 實現(xiàn)壓縮機的軟啟動，無峰值電流，啟動平穩(wěn)；
2、 大幅度降低壓縮機系統(tǒng)的噪聲；
3、 自動控制，簡便高效，可靠和自保護，無需專人看護；
4、 運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，延長壓縮機系統(tǒng)壽命，減少維護量；
5、 保證供氣壓力恒定，提高供氣質(zhì)量；
6、 大量節(jié)約電能：
7、 保存原軟啟動系統(tǒng)，本控制系統(tǒng)的變頻-工頻切換功能可以使變頻控制系統(tǒng)發(fā)生故障時將壓縮機電機切換到原軟啟動系統(tǒng)工頻工作，以確保壓縮機組可以正常工作。
三、改造方案
空壓機在啟動時，內(nèi)部有少量的滯留氣壓，啟動和加減速運行時要求變頻器反應(yīng)快速，因此，我們選用ABB變頻器。調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器檢測到空壓機出口的壓力信號值，經(jīng)過A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的信號轉(zhuǎn)換后，通過可編程控制器（PLC）和變頻器調(diào)整單臺壓縮機電機的轉(zhuǎn)速，保證電機以最小的功率輸出。在精確控制壓力的同時，實現(xiàn)電機的軟啟動以及延長壓縮機的使用壽命。當(dāng)變頻器及PLC發(fā)生故障時，自動切換到原軟啟動柜工頻電源運行，以保證壓縮機的正常工作。改造方案如圖所示。系統(tǒng)框圖如圖6所示。
四、案例分析
1、配置的選型
空氣壓縮機是廠里的重要設(shè)備，必須保證每天24小時能夠正常運轉(zhuǎn)?？諌簷C臺數(shù)：1用1備，功率：55KW。為了使改造后的控制系統(tǒng)和壓縮機組的可靠性都得到有效的保證，供氣壓力可根據(jù)需求方便設(shè)定，配備人機界面，電動機的頻率、電流、電壓、功率等參數(shù)直觀顯示，節(jié)能效果一目了然，并使原機組的性能和節(jié)電率得到大幅度的提高。
以上為供水或供氣的壓力設(shè)定界面
我們選用了ABB變頻器，三菱PLC及其它進口配件。ABB變頻器的主要性能特點：
（1）、運用轉(zhuǎn)矩計算軟件控制，能保證在整個頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)矩控制；
（2）、采用高速微處理器并裝備DSP，大大提高響應(yīng)速度；
（3）、當(dāng)線電壓下降時，有自動電壓調(diào)節(jié)功能（AVR），可維持高起動轉(zhuǎn)矩；
（4）、它的自動調(diào)節(jié)方式使變頻器與電機參數(shù)調(diào)整的步驟自動進行；
（5）、可根據(jù)電機負載和制動要求自動計算最佳的加/減速時間；
（6）、節(jié)能模式：它會自動選擇參數(shù)，使電機在滿足負載轉(zhuǎn)矩要求下，自動節(jié)能，以最小電流運行，以達到節(jié)能目的；
（7）、PM智能功率模塊降低電機運行時的噪音。
2、主要材料及項目費用
序號 名 稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 品牌
1 55KW變頻器 ACS510-01-124A-4 臺 1 北京ABB
2 智能模糊控制器 KC-A55×1 套 1 康燦科技
3 人機界面 MD204L 個 1 人機電子
4 三菱控制器 FX系列 個 1 三菱
5 A/D模塊 FX系列 個 1 三菱
6 通信模塊 FX系列 個 1 三菱
7 按鈕及轉(zhuǎn)鈕 φ22 批 1 億維德
9 指示燈 φ22 批 1 江陰
10 配電柜 2000×650×450 個 1 南江
11 壓力傳感器 帶表壓 個 1 華水
12 空氣開關(guān) ABE203B 175A 只 1 LG
13 交流接觸器 GMC-100 160A 個 2 LG
14 交流接觸器 GMC-65 100A 個 1 LG
15 交流接觸器 GMC-32 50A 個 1 LG
16 熱繼電器 GTH-85 55A 個 2 LG
17 機械連鎖 AR-9 個 1 LG
18 機械連鎖 AR-100 個 1 LG
19 電纜 25~50mm2 卷 1 成天泰
20 傳感器屏蔽電纜 卷 1
21 控制線 卷 2
22 橋架 批 1
23 附件 批 1
3、投資回報分析
貴公司單臺空壓機改造前每月用電約為：
55KW×24小時/天×30天/月×0.8（平均負載率）=31680KWH
空壓機機節(jié)電率可達:20-30%之間波動，月均值在：25%；電費價格為0.75元/KWH 則:
空壓機每月節(jié)電電費：31680KWH×25%×0.75元/KWH=5940元
下載文檔
