01 Einleitung:

Ein Luftkompressor ist ein Gerät, das mithilfe eines Motors Gas in einer Kompressionskammer komprimiert und dem komprimierten Gas einen bestimmten Druck verleiht. Es hat ein breites Anwendungsspektrum und kann in verschiedenen Branchen wie Metallurgie, Maschinenbau, Bergbau, Elektrizität, Textil, Petrochemie usw. eingesetzt werden. Luftkompressoren machen 15 % des Stromverbrauchs großer Industrieanlagen (Lüfter, Pumpen, Kessel, Luftkompressoren usw.) aus. Nach Untersuchungen weisen Luftkompressoren die folgenden Mängel auf:

(1) Wenn der Ausgangsdruck einen bestimmten Wert überschreitet, wird das Entlastungsventil automatisch geöffnet, um den Asynchronmotor in den Leerlauf zu versetzen, was eine erhebliche Energieverschwendung darstellt.

(2) Der Asynchronmotor lässt sich leicht starten und häufig stoppen, was sich auf die Lebensdauer des Motors auswirkt.

(3) Schlechte Arbeitsbedingungen und lauter Lärm.

(4) Der Automatisierungsgrad ist gering und die Anpassung des Ausgangsdrucks erfolgt durch künstliche Anpassung der Ventilöffnung. Die Einstellgeschwindigkeit ist langsam, die Schwankung ist groß, die Stabilität ist instabil und die Präzision ist gering.

(5) Der Anlaufstrom der Netzfrequenz des Luftkompressors ist groß, die Auswirkungen auf das Stromnetz sind groß, der Verschleiß der Motorlager ist groß und der Wartungsaufwand für die Ausrüstung ist groß. Angesichts der oben genannten Probleme wurde ein Frequenzumrichter entwickelt, um das energiesparende Transformationsschema des Schraubenluftkompressors zu realisieren. Nach der Analyse weist das System einen hohen Automatisierungsgrad, einen erheblichen Energiespareffekt und eine gute Praktikabilität auf.

02 Merkmale:

D31 ist ein im Schaltschrank montierter Wechselrichter, der Leistungsbereich beträgt 0,75 kW bis 500 kW, die Eingangsspannung beträgt 380 V bis 480 V und die Steuerungsmethoden sind sensorlose Vektorsteuerung und Vektorsteuerung. Die geschwindigkeitssensorlose Vektorsteuerung ist eine Art Vektorsteuerung, aber ohne Geschwindigkeitssensor wird der Geschwindigkeitsrückkopplungswert des Motors durch die Berechnung des Motormodells geschätzt. Die Regelgenauigkeit und dynamische Leistung der geschwindigkeitssensorlosen Vektorregelung sind nicht so gut wie die der Vektorregelung mit geschlossenem Drehzahlregelkreis, sie bietet jedoch auch die Vorteile eines einfachen Systems, der Notwendigkeit, Drehzahlsensoren zu warten, und eines niedrigen Preises, insbesondere für Lüfter und Pumpen. Auch die herkömmliche U/f-Steuerung benötigt keinen Drehzahlsensor, aber bei Lüfter- und Pumpenmotoren mit hoher Leistung, wie z. B. einer U/f-Steuerung ohne Stromschleifensteuerung, kann es leicht zu Stromschwankungen kommen. Die geschwindigkeitssensorlose Vektorregelung verfügt nicht nur über einen Drehzahl-Regelkreis, sondern auch über einen Strom-Regelkreis, und der Dauerstrom des Motors ist stabiler. D31 verfügt über eine Fülle von Client-Terminals, darunter 8 digitale Eingänge (LI1~LI8), 2 analoge Eingänge (AI), 2 Relaisausgänge (TA), 2 analoge Ausgänge (AO), 5-V-Hilfsstromversorgung für die analoge Stromversorgung. Fester Eingang, 24-V-Hilfsstromversorgung wird für den digitalen Eingang verwendet, alle LI/TA, AI/AO können frei programmiert werden, um Funktionen zu definieren.

Die MODBUS-Schnittstelle ist die Standardkonfiguration von D31, es ist keine Option erforderlich. Der D31 kann über MODBUS an übergeordnete Automatisierungssysteme angeschlossen werden.

Der Wechselrichter der D31-Serie verfügt über eine integrierte PID-Funktion, die flexibler im Betrieb ist. Es gibt viele Möglichkeiten, die Schnittstelle zu steuern, die fest verdrahtet oder über Kommunikation erfolgen kann.

04 Systemeinführung:

In diesem System verfügt das System über zwei Regelkreise für die Frequenzumwandlung und die Netzfrequenz. Auf der Grundlage des ursprünglichen Netzfrequenz-Startsystems wird das Wechselrichter-Steuerungssystem hinzugefügt, um sicherzustellen, dass der Luftkompressor nach einem Ausfall des Wechselrichters mit der Netzfrequenz gestartet werden kann, ohne die Produktion zu beeinträchtigen. Durch die eingebaute PID-Funktion des Frequenzumrichters wird die konstante Druckregelung des Luftkompressors realisiert. Durch den Frequenzumwandlungsbetrieb des Motors kann der Ausgangsdruck des Luftspeichertanks stabil gehalten werden, und der Druckschwankungsbereich darf ±0,2 bar nicht überschreiten.

05 Technische Parameter:

06 Nutzung vor Ort:

Je nach Platzverhältnissen vor Ort wird ein Wechselrichter der Serie D31 außerhalb des Schaltschranks installiert, und die Wechselrichterinstallation und der Motor vor Ort sind wie in der Abbildung dargestellt.

07 Laufergebnis:

Das Frequenzumwandlungssystem für Luftkompressoren mit dem Wechselrichter D31 ist seit mehr als zwei Jahren in Betrieb und hat gute wirtschaftliche und soziale Vorteile erzielt:

Das Steuergerät arbeitet zuverlässig und weist eine geringe Ausfallrate auf;

Der Luftdruck ist stabil, sodass die Systemdruckänderung des Rohrnetzes im Bereich von ±0,2 bar gehalten wird, was die Qualität der Arbeitsbedingungen effektiv verbessert;

Verbessern Sie die Zuverlässigkeit des Systems, reduzieren Sie den Lärm des Luftkompressors und verlängern Sie die Lebensdauer des Kompressors.

Die wirtschaftlichen Vorteile sind bemerkenswert, die Energiekosten werden um 44,3 % gesenkt und die Wartungskosten werden deutlich reduziert. Die Statistiken des tatsächlichen Betriebs zeigen, dass dadurch 651.900 kWh Strom pro Jahr eingespart werden können. Berechnet mit 0,3 Yuan pro Kilowattstunde, etwa 195.600 Yuan Stromeinsparung. Die Stromrechnung wird um mehr als 20 % eingespart und die investierten Mittel können in etwa einem halben Jahr amortisiert werden.

08 Kundenvorteile:

Der Druck des Rohrnetzes ist stabil und ändert sich nicht mit der Änderung des Gasverbrauchs, was die Qualität der Gasversorgung verbessert;

Die Auswirkungen auf die Ausrüstung werden reduziert, das Wartungs- und Reparaturvolumen wird ebenfalls reduziert und die Wartungskosten werden reduziert;

Der Energiespareffekt ist bemerkenswert und die Mehrinvestition in das Wechselrichter-Steuerungssystem kann sich in etwa einem halben Jahr vollständig amortisieren.