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    往復式空壓機中高壓變頻器的運用

    時間:2011-05-26 14:18來源:www.rsroofingcompany.com 作者:德耐爾空壓機
    關于往復式空壓機中高壓變頻器的運用,空壓機網就首先從高壓變頻器的特點概述起,接著往復式空壓機的特性,最后來講述往復式空壓機中高壓變頻器的運用。

        關于往復式空壓機中高壓變頻器的運用,空壓機網就首先從高壓變頻器的特點概述起,接著往復式空壓機的特性,最后來講述往復式空壓機中高壓變頻器的運用。

        高壓變頻器的特點

    (1)液力耦合器方式。即在電機和負載之間串入一個液力耦合裝置,通過液面的高低調節電機和負載之間耦合力的大小,實現負載的速度調節;

    (2)串級調速。串級調速必須采用繞線式異步電動機,將轉子繞組的一部分能量通過整流、逆變再送回到電網,這樣相當于調節了轉子的內阻,從而改變了電動機的滑差;由于轉子的電壓和電網的電壓一般不相等,所以向電網逆變需要一臺變壓器,為了節省這臺變壓器,現在國內市場應用中普遍采用內饋電機的形式,即在定子上再做一個三相的輔助繞組,專門接受轉子的反饋能量,輔助繞組也參與做功,這樣主繞組從電網吸收的能量就會減少,達到調速節能的目的。

    (3)高低方式。由于當時高壓變頻技術沒有解決,就采用一臺變壓器,先把電網電壓降低,然后采用一臺低壓的變頻器實現變頻;對于電機,則有兩種辦法,一種辦法是采用低壓電機;另一種辦法,則是繼續采用原來的高壓電機,需要在變頻器和電機之間增加一臺升壓變壓器。

      上述三種方式,發展到目前都是比較成熟的技術。液力耦合器和串級調速的調速精度都比較差,調速范圍較小,維護工作量大,液力耦合器的效率相比變頻調速還有一定的差距,所以這兩項技術競爭力已經不強了。至于高低方式,能夠達到比較好的調速效果,但是相比真正的高壓變頻器,還有如下缺點:效率低,諧波大,對電機的要求比較嚴格,功率較大時(500KW以上),可靠性較低。高低方式的主要優勢在于成本較低。

    往復式空壓機的特性

        JD-BP37系列高壓變頻調速系統的結構,由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV/250KW變頻器共有15個功率單元,每5個功率單元串聯構成一相。

        控制器核心由高速32位DSP和HMI協同運算來實現,精心設計的算法可以保證電機達到最優的運行性能。HMI提供友好的全中文監控和操作界面,同時可以實現遠程監控和網絡化控制?刂破饔糜诠耋w內開關信號的邏輯處理,以及與現場各種操作信號和狀態信號的協調,增強了系統的靈活性。

        每個功率單元結構上完全一致,可以互換,其電路結構見圖3,為基本的交-直-交單相逆變電路,整流側為六支二極管實現三相全橋整流,通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制,每個個功率單元完全一樣,可以互換,這不但調試、維修方便,而且備份也十分經濟,假如某一單元發生故障,該單元的輸出端能自動短路而整機可以暫時降額工作,直到緩慢停止運行。

        另外,控制器與功率單元之間采用多通道光纖通訊技術,低壓部分和高壓部分完全可靠隔離,系統具有極高的安全性,同時具有很好的抗電磁干擾性能,并且各個功率單元的控制電源采用一個獨立于高壓系統的統一控制器,方便調試、維修、現場培訓,增強了系統的可靠性?刂破饔幸惶转毩⒂诟邏弘娫吹墓╇婓w系,在不加高壓的情況下,設備各點的波形與加高壓情況基本相似,給整機可靠性、調試、培訓帶來了很大方便。

        應用中針對現場存在的問題,系統優化改造主要需解決兩方面的問題:第一,在滿足系統用氣量的基礎上盡可能減少排量損失;第二,在滿足壓力的前提下盡可能減少管壓差,即減少壓力損失。系統優化擬從動能和勢能兩方面同時入手,盡可能降低能耗、提高系統效率。解決改造問題后,需要重點解決由于低速時轉矩脈動影起的轉速脈動,由于在低速時壓縮機入口和出口壓力差值越大負載轉矩脈動越嚴重,速度越低負載轉矩脈動越嚴重。當壓縮機達到給定轉速并穩定下來后,由于負載脈動轉矩的存在,轉速產生與脈動負載轉矩同頻率的振蕩,負載脈動周期為轉子轉動的機械周期。通過適當的措施和參數調整后,使得系統正常工作,同時轉速脈動減小。

        變頻器通過調整后,電機轉速脈動從 40r/min 減小到了 15r/min,電機−壓縮機系統的振動也大大減小了,從電機電流方面也看出電流波動減小,調整前25Hz時電流在19-40A間波動,調整后25Hz時電流在23-25A間波動。同時節能效果就更明顯了,節能在28%左右。

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    作者:德耐爾@德耐爾空壓機  空壓機修訂日期:2011-05-26
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