我们都知道,决定空压机速度的主要是电动机的转子。
按照转速与频率关系,电动机可分为:同步电动机和异步电动机。同步电动机在任何额定转速下(尤其是低速转速下)的效率都很高。一般小容量同步电动机的效率为85~92%;大中容量同步电动机的效率为95~98%,其转速低于1000r/min,适合于直接驱动功率不大的往复活塞式空气压缩机。近年来,利用晶闸管变频装置,使同步电动机能够通过变频做调速运行,在一定控制方式下,其运行特性和他励立式直流电动机相近。
同步电动机另一个突出优点是功率因数较高,在运行时不仅不使电网的功率因数降低,相反的还能改善电网的功率因数,必要时可在超前功率因数下运行。 此外,大功率、低转速的同步电动机或直流励磁电源。
(2)异步电动机异步电动机又称感应电动机,被广泛的应用在动力负载中(约占85%)。它的结构简单,价格便宜,使用和维护方便,运行可靠,较坚固耐用,具有较高的效率和较好的工作特性;但效率因数和调速特性限制了它的广泛使用。他工作时要从电网汲取滞后的电流,因此其功率因数是滞后的,即它必须由电网供给一定滞后的无功功率,对电网是一个相当重的负担,增加了耗损,也妨碍了有功功率的输出;它的启动电流大,使供配电系统产生较大的电压降,可能影响电源上的其他电动机运行。
按转子绕组机构形式,异步电动机可分为笼型转子和绕线型转子。前辙机构牢固,成本低,基本是定速的;绕线型转子电动机可以在一定范围内调速,气动特性也较好,但较重些,功率因数和功率也较低。
而传统空压机拖动系统的特点:具有恒转矩性质,电动机的轴功率PL与转速n 成正比;大多处于长时间连续运行状态,但负载大小常有变动,为连续变动负载;飞轮力矩大,故要求有较大的启动转矩;启动次数少,对升、降速时间无要求;大多有自动卸载与装载装置,在自动卸载或装载时,负载将突变。
压缩机的主要控制对象是空气的压力,在冷冻或冷却系统中,常常以温度作为控制参量。常见的控制方式有:手动调节输入或输出口的阀门开度;用机械方式进行自动卸载与装载控制;通过改变叶片的角度来调节压力或流量等。
压缩机的原拖动系统大多采用单电动机拖动,电动机本身不调速。
所以速度是直接影响着空压机的工作效率和能源的消耗。
低速是获得压缩机高度可靠性的最主要手段,间隙控制良好的机头才能在低速下获得高效率。低速不仅是获得高度可靠性的最主要手段,也是节能的重要措施。首先,气流速度越低。压缩过程中气流与冷却液的热交换越充分,气体温度越低压缩过程中耗功越小。其次,低转速机头气流通道大,进气孔排气孔尺寸大,气流通过机头的流速低,气流的摩擦损失小。低转速条件下轴承和轴封的摩擦小。机械损失大为降低。
但是,在喷油螺杆空压机中,很多单位在空压机试运转保养时或开车前的低速预温过程中,由于长时间的低速无负荷空转运行,多次发生机壳、端盖的过度磨损,轴承发热发烫甚至烧蚀等故障。
为解决这一系列的故障,螺旋空压机发展出一些控制方式,变速控制在早期大多使用于滑轮机驱动的空压机,而达达驱动的空压机大都使用定速控制;在变频器的研发渐趋成熟的状况下,马驱动的变速控制空压机确实是一种非常理想的流量/压力控制方式,但是目前此种变速(变频)控制方式仍然受到一些限制:。所以在新型的变频器技术发明出来了。他能够自动调节空压机的速度,避免了个中故障的发生。
在空压机极为消耗的能源的当今世界,制造商也在极力寻求提高工作效率,降低能源消耗的方法。而速度就是影响这一要点的重要因素之一。当然新技术的发明,变速器技术却改善了这些。
变频螺杆空压机控制系统特点
1、稳定的管网压力: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;与工频运行的上下限开关控制相比,气压稳定性成指数级提高;
2、更好的节能效果:变频器根据实际用气量实时调整电机转速,当用气量低的时候可以启动自动休眠,这样就可以有效的减少空转时间或避免螺杆压缩机进入空转状态,从而大大减少能源损失。
3、启动无冲击:由于变频器本身是一个软启动装置,启动电流最大时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。减小了启动瞬间对电机电器元件的冲击,延长了电机和接触器的寿命。
4、噪音变小:由于减少了空压机频繁加卸载的次数,噪声也相应减少。
5、提高运行时的工作效率:由于压缩机不能排除在满负载状态下长时间运行的可能性,所以,只能按最大需求来决定电动机的容量,故设计容量一般偏大。在实际运行中,轻载运行的时间所占的比例是非常高的。如采用变频调速就可以提高工作效率。
6、提高压缩机的工作性能:由于变频器可以十分方便地进行连续调节,能保持压力、流量、温度等参数的稳定。.
7、兼容性好:由于采用modbus通讯协议,可与市场上大部分的空压机专用控制器配合使用。
结论:所以在选择时还是带变频配置的压缩机好,电动机是压缩机首选的驱动机,中小型压缩机都采用异步交流电动机;大中型压缩机则采用同步交流电动机;少数船用压缩机采用直流电动机驱动。空压机可以在保证生产所需要的最低压力下运行,电机输入功率大大下降,辅以压力闭环控制,实现空压机的供气压力转速的动态匹配,减少了电机的实际输入功率,达到节能目的。电机的转速由供气压力来控制,压缩机需要多大的功率,电机就输出多大的功率,而不必做无用功,从而取得良好的节能效果。压缩机速度适合与否就是改变压缩机节能是否成功的重要因素之一。
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