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DR300A变频器

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DR300A变频器—在空压机散热风机电控方案

一、概述

 

1.1 、编制依据:本方案依据螺杆式空压机散热风机制定。

 

1.2 前言
 

       螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气,同时油注入空气压缩室,对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑,压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内,由于机械离心力和重力的作用,绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯,几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器,回油经过油过滤器过滤后,洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后,压缩空气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内,通过自动排水器或手动排出。螺杆式空气压缩机阴、阳转子间以及转子与机体外壳的精密配合减小了气体回流泄漏,提高了效率;只有转子的相互啮合,无气缸的往复运动 ,减少了振动和噪声源。独特的润滑方式具有以下优点,凭借自身所产生的压力差,不断向压缩室和轴承注冷却液,简化了复杂
的机械结构;注入冷却液可在转子之间形成液膜,副转子可直接由主转子带动,无需借助高精密度的同步齿轮;喷入的冷却液可以增加气密的作用,减低因高频压缩所产生的噪音,还可吸收大量的压缩热,因此,单级压缩比即使高达16也可使排气温度不致过高,转子与机壳之间不会因热膨胀系数不同而产生磨擦。因此,螺杆式空气压缩机具有振动小,无需用地脚螺栓固定在基础上, 电机功率低、噪音低、效率高、排气压力稳定、且无易损件等优点。该机的缺点为所压缩出来的空气含油,其含油量为13×10-6,对压缩气含油量要求严格的工序需增加除油装置。螺杆式空气压缩机的冷却系统是空压机中非常重要的组成部分之一,因为空气被压缩后会释放出大量的热,这些热量都要靠冷却系统作热交换后带走。冷却系统分风冷和水冷两大类。本方案主要探讨对风冷系统的冷却风机的变频控制。
      螺杆式空压机工作原理如图(一)所示:

 

二、空压机冷却系统

 

2.1、空压机对冷却系统的基本要求


       风冷式冷却系统包含冷却风机和冷却器两大部件。散热风机将冷空气强制吹向冷却器,空气在流过冷却器散热片时,
与压缩空气和润滑油做热交换,将热量带走,达到冷却压缩空气和冷却润滑油的目的。空压机对润滑油有以下几点
     基本要求:
1、优异的热氧化安定性能,防止润滑油高温下变质;

2、良好的材料适应性,避免系统使用中出现泄漏;

3、优良的热传导性能,降低压缩机运行温度;

4、优异的抗高温结焦和积炭性能,增强压缩机高温下工作的安全性;

5、优良的高低温性能,保证系统宽温度范围内正常运转;

6、优异的综合性能,保证压缩机系统长达允许高达 8000 小时 (HD Roto-Fluid Plus) 的换油期。空压机的排气温度要求恒定在一个特定的工作点上。如果温度过低,压缩空气会析出大量水分,影响压缩空气质量,同时还 会加速润滑油乳化;如果温度过高,机体会处于高温工作状态,润滑油会加速氧化,同时机械磨损也会加快。

 

2.2 传统空压机散热风机控制方法

 

      传统空压机的散热风机的起停与排气温度相关,当排气温度高于风机开机温度时启动风机,当排气温度低于风机停 机温度时停止风机。始终保持润滑油温在一定范围波动。当风机开启后即全速工作,使排气温度迅速降低;达到风机停 止工作温度时,风机完全停止,排气温度又会迅速上升。该方法使温度始终处在波动状态,影响空压机的出气质量和润滑 油寿命。同时因风机电机频繁起停,会影响风机电机寿命,大的启动冲击电流还会带来额外电能消耗和设备磨损。

image002 (1)

图一

 

三、变频器电控方案

 

1、大元DR300A系列变频调速器是我公司自主研制开发的新一代高性能通用型变频器。产品具有先进的控制方式,实现了高转矩、 高精度、高可靠性、宽调速驱动。丰富的功能设计, 为用户提供简易PLCPID调节器、编程输入输出端子、RS485接口、脉冲频率输入输出和其它特殊行业专用控制功能等等 多种强大控制功能。为设备配套、工程改造、自动化 控制及特殊行业应用提供了高度集成的解决方案。

2、变频器电控方案变频器电控方案是以变频器PID恒温控制为核心,通过采集空压机排气口温度,将温度信号反馈给变频器,由变频器进 PID运算,变频器实时计算后控制冷却风机转速,均匀无极调整冷却风机风量,从而使空压机排气温度始终恒定在设定的固定的工作温度点上。

 

变频器具体参数设置如下表:

 

功能号

功能名称

设定值

F0-05

运行命令给定通道选择

1:端子控制

F0-08

频率给定主通道选择

6:普通PID运行

F0-16

加速时间1

10.0

F0-17

减速时间1

10.0

F3-03

继电器输出端子EA、EB、EC

7:故障跳脱警报1

F5-11

PID调节器作用

1:负作用

F5-03

PID设定方式

0:PID设定

F5-04

PID设定

3.00  根据实际改变

F5-05

PID反馈选择

1或2

F5-01

传感器最大量程

10.0

该方案系统构成简单,无需增加额外的器件。将原空压机排气温度检测信号同时反馈给空压机控制器和变频器,原控 制散热风机启动/停止信号接入变频器,通过变频器内置的PID即可构成PID闭环温度控制系统。

 

四、结束语

      空压机的散热风机采用DR300A变频器电控系统后,通过变频PID调节,使空压机排气温度基本恒定,大大的提高了空压机出气质量和减缓了润滑油老化。有效降低了散热风机的噪音和延长了散热系统的使用寿命,同时还达到了节能减排的目的,可谓经济效益和社会效益双丰收。

 


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