空气压缩机恒压供气节能原理
螺杆式空压机变频节能技术的应用
螺杆式空压机变频节能技术的应用李杨;李静;刘继元【摘要】文章论述高压变频调速装置的原理,通过压缩机变频恒压控制节能分析和计算,阐述变频调速技术在空压机供气领域的应用.节省电能的同时改善空压机性能,提高供气品质.【期刊名称】《应用能源技术》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】5页(P26-30)【关键词】变频;节能;空压机【作者】李杨;李静;刘继元【作者单位】哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046;哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046;哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046【正文语种】中文【中图分类】TH45.-5目前，如何解决设备运行中存在的能源浪费，不但是增强企业竞争力的要求，更是创建资源节约型社会的要求。
空压机的种类有很多，有活塞式空压机、螺杆式空压机和离心式空压机，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。
该供气控制方式虽然原理简单、操作简便，但存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题［1］。
在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能的同时改善空压机性能，提高供气品质就成为一个广受社会各界关注的问题。
对设备进行技术提升后，可以大大降低企业的生产成本，降低生产设备的故障率，延长设备的使用寿命，产生较大的经济效益和社会、环境效益，提高企业的综合竞争力和发展后劲。
根据具体情况，进行技术变频调速后，节电率在15% ～30%范围内，通常1～2 a可收回变频器的设备和其他安装等附加费用等投资。
为此，我国政府也根据国内经济和能源发展的现状制定了“开发与节约并重，把节约放在首位”的能源发展战略部署，即把节能降耗放在突出位置。
高、低压变频调速技术日趋完美，已被不同学科、不同行业的工程技术人员广泛应用于不同领域的交流调速系统。
为应用企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。
变频调速用于交流电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。
而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速和技术攻关的最新潮流。
空压机变频恒压供气控制系统的设计
空压机变频恒压供气控制系统的设计【摘要】本文介绍了空压机变频恒压供气控制系统的设计。
在解释了研究背景和研究意义。
接着，详细阐述了空压机变频恒压供气控制系统的基本原理、系统框架设计、传感器选择与布置、控制算法设计以及系统测试与验证。
在总结了设计成果，并展望了未来在这一领域的发展方向。
本文的研究对提高空气压缩机的效率和稳定性具有重要意义，有助于推动工业制造领域的发展。
【关键词】空压机、变频、恒压、供气控制系统、设计、研究背景、研究意义、基本原理、系统框架设计、传感器选择与布置、控制算法设计、系统测试与验证、设计成果总结、未来展望1. 引言1.1 研究背景空压机是工业生产中常用的设备之一，用于产生对外提供能量的空气压缩。
在许多工业生产场景中，空压机所提供的气源需要保持恒定的气压，以确保生产设备正常运行。
传统的空压机供气控制系统往往存在运行效率低、能耗高、气压波动大等问题，为提高系统的效率与控制精度，空压机变频恒压供气控制系统逐渐成为研究的热点。
在当前环境下，工业生产对气压要求越来越高，对于气压供应系统的要求也在不断提升。
传统的空压机供气系统使用定频控制，无法根据实际需求对气压进行精准的控制和调节，因此难以实现高效节能和稳定供气。
而空压机变频恒压供气控制系统则具有更高的灵活性和精准性，可以根据实际气压需求实时调节压缩机的工作频率和负载，确保系统在不同工况下都能保持稳定的气压输出，提高了供气系统的效率和稳定性。
通过对空压机变频恒压供气控制系统的研究与设计，可以有效提高空压机供气系统的性能，减少能耗浪费，降低运行成本，实现高效稳定的气压供应，具有重要的研究意义和实际应用价值。
1.2 研究意义空压机变频恒压供气控制系统的研究意义在于提高空压机的能效和运行稳定性，促进工业生产的节能减排。
随着工业化程度的不断提高，能源消耗和环境污染已经成为制约社会发展的重要问题。
空压机在工业生产中起着至关重要的作用，但传统的空压机系统存在能效低、运行不稳定的问题。
变频器的PID调节功能在空压机恒压控制中的应用
变频器的PID调节功能在空压机恒压控制中的应用摘要：随着工业自动化水平不断提高，各种类型的压缩空气源得到了广泛使用。
其中，往复式空气压缩机作为一种常用的气源设备被广泛应用于机械加工、汽车制造等领域。
然而，由于传统的空气压缩机采用手动控制方式，其稳定性和可靠性难以保证，且存在能耗高、噪音大等问题。
因此，如何实现对空气压缩机进行高效、精准地自动控制成为当前研究热点之一。
本文以某款往复式空气压缩机为对象，针对其负载特性设计了基于变频器的PID调节系统，并将其应用于空气压缩机的恒压控制当中。
关键词：变频器；PID调节功能；空压机；恒压控制引言：变频调速技术已经成为了空气压缩机控制系统中不可或缺的一部分。
通过改变电机工作电源频率来实现电动机转速的调整，从而达到节能、减排等目的。
因此，如何提高空气压缩机电动机的运行效率一直是相关领域内研究人员关注的焦点问题之一。
一、空压机恒压控制技术的发展随着工业自动化水平不断提高，对于气动设备的要求也越来越高。
而作为气动系统中最重要的组成部分之一——空气压缩机，其性能直接影响到整个生产线的效率和安全性。
因此如何实现高效、稳定地运行空压机成为了当前研究热点问题之一。
目前常用的空压机控制方式主要有机械液压控制法、电子比例阀控制法以及模糊逻辑控制法等。
其中机械液压控制法是一种传统的控制方法，具有简单可靠、成本低廉等优点；但由于其响应速度较慢且易受外界干扰，已逐渐被淘汰。
相比之下，电子比例阀控制法因其响应速度快、精度高等特点得到广泛应用。
然而，该方法存在一个无法避免的缺陷：当负载变化较大时，容易出现压力波动现象，从而降低了系统的稳定性和工作效率。
为此，近年来，模糊控制法应运而生并取得了良好的效果。
二、变频器的PID调节功能在空压机恒压控制中的应用分析（一）应用原理变频器是一种通过改变电机工作电源频率来实现调速的电气设备。
其基本结构由整流电路、滤波电路和逆变电路三部分组成，其中逆变电路是将直流电转换为交流电的重要环节。
螺杆式空气压缩机变频改造
１ ）节约能源 。变频 器控 制压 缩机 与传 统 制 的压 缩机 比 较， 能源节约是最有实 际意义 的， 根据 空气量需求 来供 给的压 缩机 工况是经济的运持状。 ２ ）运行成本 的降低 。传统 空压机 的运行 成本 由三项 组 成： 初始采购成本 、 维护成本和能源成 本。其 中能源成本 大约 占压 缩机成本 的 ７ ０ ％。通过能 源成本 降低 ３ ０ ％ 以上 ， 再 加上 变频起动后对设备 的冲击减少 ， 维护和维修 量也 跟随 降低 ， 所 以运行成本将大大降低 。 ３ ） 降低 了空压机 的噪音 。根据压缩 机 的工况要 求 ， 变频 调整改造后 ， 电机运转 速度明显减慢 ， 因此有效 地降低 了空 压 机运行时 的噪音 ， 据以往现场经验测定 表明 ， 噪音与原 系统 比 较下降约 ３ ～７ ｄ Ｂ 。 ２ 空压 机变频改造方案
２ ． ２ 恒 压 供 气 节 能原 理
如上所述 ， 流量是供气系统 的基本 控制 对象 ， 供气流量 需 要随 时满 足用 气流 量。在供气 系统 中， 储气 管 中的气 压能 够 充分反 映供气 能力 与用气需求之间的关系 ： 若供 气流量 ＞用气流量一储气管气压上升 ； 若供 气流量 ＜用气流量一储气管气压下降 ； 若供 气流量 ＝用气流量一储气管气压不变 。 所以， 保持管道 中的气压恒定 ， 就可保 证该处 供气 能力恰 好满 足用气需 求 ， 这就是恒压供气 系统 所要 达到的 目的。
为（ ８ ０ ％） ， 即５ １ ． ２ ％。去除电机机械损耗和 电机铜 、 铁损耗等影 响， 节能效率也接近 ４ ０ ％， 这就是调速节能的原理所在。
１ ． ４ 空压 机 系统 节 能效 益
基本任务就是要满足用户对流量的需求 。目 前， 常见的气体流量
浅谈变频器在空气压缩机中的节能改造应用
浅谈变频器在空气压缩机中的节能改造应用摘要:详细介绍了大功率变频器在化纤纺织厂的空压机上的成功应用,并取得的良好节能效果。
关键词:空压机变频器空压机在化纤纺织企业中应用十分普遍,它作为化纤纺织企业的核心设备,为企业的自动化生产所需的压缩空气提供足够的供气压力,是保证生产流程顺畅的重要因素。
由于化纤企业的生产是连续性不间断的生产线,因此要求空压机常年连续运转,如果间断运行或是停止运行,将直接影响生产的正常运行和产品的质量。
即便是瞬间的压降,也会直接影响到最终产品的品质。
随着变频技术的成熟,变频器在电气传动领域中应用越来越广泛。
其控制方式的多样性、完善的电机保护功能以及其特有的优点是目前在工控领域其它无可比拟的,关键是它能达到较好的节能效果。
化纤纺织企业常常使用的空压机一般有两种,螺杆式空压机和活塞式空压机。
1 螺杆式空压机的工作原理:螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气密封及输送、压缩、排气四个过程。
当螺杆在壳体内转动时,螺杆与壳体的齿沟相互啮合,空气由进气口吸入,同时也吸入机油,由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送;在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小,油气受到压缩;当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时,较高压力的油气混合气体排出机体。
2 活塞式空压机的工作原理活塞式空压机主要有气缸、活塞、曲轴—连杆机构以及进、排气阀等组成。
活塞是由外力(内燃机或电动机通过空压机的曲轴—连杆机构传来)驱使在气缸内做往复运动。
当它下行时,气缸上部容积变大,缸内形成部分真空,于是在缸内外压力差的作用下,进气阀被打开,空气被吸入气缸内,此为吸气过程。
当活塞上行时,进气阀关闭,此时由于气缸内容积逐渐由大变小,缸内空气被压缩,压力上升,此为压缩过程。
当缸内空气压力升高到足以克服排气阀的背压(包括弹簧力)时,排气阀便打开,排出压缩空气。
由此可知,活塞在气缸内往返两个行程即构成了一个工作循环,活塞式空压机就是按这样的工作循环周而复始地工作的。
空压机的变频节能改造应用的方案
空压机的变频节能改造应用的方案一、空压机工作原理工况简述空压机工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动。
使转子与齿槽之间的空气不断地产生周期性的空积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送到输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。
空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽和阳转子齿被主电机驱动而旋转，常见大中型空压机为螺杆式或活塞式压缩机。
工作时由一台电动机带动螺杆或活塞向气罐充气，当气罐压力升至设定的最高压力时离合片动作，电机自动卸载，电机空转，螺杆或活塞停止压缩空气。
压缩机的这种工作方式带来了下列问题：1、气压最高时电机卸载空转造成电能的大量的浪费。
2、出口压力随着用气量的大小而出现正弦波式的变化，影响气动设备的性能及工作效率。
3、工作时，压缩机频繁的加卸载使设备的检修时间加长，使用寿命缩短。
4、大功率压缩机电机的频繁加卸载造成对电网的冲击。
根据以上空压机的工作特点，我们选用AC60 空压机专用一体化变频调速器对空压机进行节电改造。
二、变频改造设计要求：针对空压机系统压力控制方式不能跟随负荷变化而调节系统运行参数和能量供应，造成系统效率降低、能源浪费大、机械磨损严重等问题，以变频调速控制，对空压机的压力系统和实行变频恒压节能控制，大大降低系统能耗。
根据贵单位提供的能耗数据及现场采集数据,根据空压机现行压力值0.6Mpa-0.8Mpa，采用计算机技术和变频技术实现恒压控制，使压力恒定，同时优化主机运行环境，大幅度降低能源消耗,以节省电费开支。
根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：1) 主电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不超过±0.02Mpa；2) 系统应具有变频和工频两套控制回路，确保变频出现异常跳保护时，不影响生产；3) 在用气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
《空压机节能技术》课件
实施节能技术的挑战
1 初期投入
实施节能技术可能需要一些初期的投资。
2 技术更新
要不断跟进新的节能技术，更新设备和系统。
3 员工培训
需要对员工进行培训，确保正确使用和维护节能设备。
最佳实践和案例分享
节能工厂
一个应用了多种节能技术的工 厂，取得了显著的能源消耗减 少和效益提高。
变频控制
通过应用变频控制技术，一家 工厂实现了空压机能耗的大幅 下降。
余热回收系统
一家工厂利用余热回收系统， 将废热转化为热水供应给厂区。
总结和提醒
• 空压机节能技术是提高能源利用效率和保护环境的重要举措。 • 选择适合的节能技术和实施方案，可以获得显著的效益。 • 不断关注最新的节能技术和最佳实践，保持技术领先。
常见的空压机节能技术
1Hale Waihona Puke 变频控制通过调整空压机的转速，减少能耗。
2
余热回收
利用空压机产生的余热用于供暖或其他用途。
3
泄漏检测和修复
及时发现和修复空压机系统中的泄漏，避免能源浪费。
节能技术的优势和应用
成本节约
应用节能技术可以降低能 源消耗，减少运行成本。
环境友好
减少能源消耗和碳排放， 保护环境。
提高效率
《空压机节能技术》PPT 课件
本PPT课件介绍了空压机节能技术的重要性、工作原理、常见的节能技术、 优势和应用、实施节能技术的挑战、最佳实践和案例分享，以及总结和提醒。
节能技术的重要性
空压机的能耗占比较高，应用节能技术可以减少能源消耗，节约成本，并减 少环境对水资源的影响。
空压机的工作原理
空压机通过将空气压缩，存储为压缩空气，然后再释放压缩空气来提供动力和能源。
三菱FR-A700系列变频器在空气压缩机恒压供气控制系统中的应用
的 输出频 率进行 控 制；比 较 压 力反馈 和 给 定 压 力，得 到期望值 和 被 控 量 气 压 的 偏 差；变 频器 输出的 控 制 异 步电 动 机 转 速 的 交 流电 频 率 值 由该偏差经内置PI D调节器来计算，不仅对异步电动的转速 进行控 制，同 时 相 应 频 率 的 交流电由变 频器 输出，管 路压 力直 到等 于设 定 压 力，最 终 得 到相 对 稳 定、比 较 小 波动的气 压。PI D 运算指令由S 7-2 0 0 系列PLC 中的CPU224提供，应用时与ST EP 7- Micro/Win编 程 软件 设 定P I D 控制 参 数 通 过 梯形图来实 现 后，P I D 运算 的 完 成 需 要 执行指令PID LOOP、TABLE。空气压缩机恒压供气节能控制系统 PLC的PID程序。 5 经济效益分析
3 设计控制系统的硬件 空气压缩机的运行状况经过现场测定，我们来了解一下变频器在
空气 压 缩 机恒 压 供气 控 制系统中的应 用，控 制系统 的 控 制 对 象 是 储 气 罐 压力，压力变 送器Y B 把 储 气 罐 压力P 转变 成 为电信号，并且被 送 到 P I D 智 能 调 节器，对比 压 力P 和 设 定值 压 力P 0，进行 计 算差 值 的 大 小按照既定的PID控制模式，其中出现的控制信号被输送到变频调速 器V V V F，为了实现实际压力P保持始终接近设定压力P0，电动机的 工作 转 速与频 率通 过变 频器来 进行 控 制。在该 控 制系统中，启动 空气 压 缩 机电 动 机 是 通 过变 频器 来实 现 的，防止 启 动 冲 击电 流 带 来 机 械 冲 击 给 空气 压 缩 机。在 控 制系统中，原 有 的 保 护 和 控 制系统 被 保留， 同 时 切 换 功 能 变 频 和 工频 增 加 盗 其中，对比节 能 效 果 采 用接 入 三相 电度表的方法来实现。硬件组成如图2。 4 设计控制系统的软件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
空气压缩系统恒压供气节能原理
空气压缩主机、储气罐、供气管网、组成一套具有一定能量的供气系统，在空气压缩机供气系统的中，用气设备靠压缩的气体提供动力工作，一般用气设备在3.6KG就能满足使用,为了控制空气压缩系统，主机频繁启停或频繁加卸载，通常设定上限压力3.7KG，来减少主电机对电网的冲击次数和频繁加卸载对管网的压力影响次数。
由分析可知，管网供气压力大小与空气压缩系统的供气能力和用户的设备用气量有关，供气量（Qg）与用气量（Qu）平衡如下：
当供气能力Qg大于需气量（Qu），则压力（P）上升
当供气能力Qg小于需气量（Qu），则压力（P）下降
当供气能力Qg等于需气量（Qu），则压力（P）不变从以上分析式可以看出，供气量与需气量之间的矛盾可在管网的压力变化上体现出来，管网压力可以作为控制供气量与需气量平衡的参变量，也就是说只要保证空气压缩系统管网压力不变，也就能保证该供气量与需气量之间处于平衡。
因此在空气压缩系统的储气罐上安装压力传感器，在空气压缩系统的主机上安装北京中科宇杰节电设备有限公司生产的空气压缩机节电器和PID控制器组成的闭环恒压控制系统，然后设定系统压力为7公斤，节能系统将根据用气量的大小自动调节主压缩机的供气量，需多少供多少，不产生因供气过剩而出现的卸载浪费，也避免了因主机向系统供高压力气体出现的大负载损耗浪费。
通过实时检测系统运行参数（包括压力、流量、温度等），调整电动机的电源输入频率，改变电机的转速，控制电动机的输入功率，实现“所供即所需”。
制冷机的节电过程和空压机相似。