在空压机上的应用
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• 如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力， 控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载 运行，直到系统压力降到压力开关下限值后，即回跳 压力下，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关 闭，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满 载运行。
空压机系统节能分析
• 最基本的控制对象：流量 • 基本任务：满足用户对流量的需求
空压机系统节能原理
• Q1 / Q2 = n1 / n2 H1 / H2 =（ n1 / n2）2 P1 / P2 =（ n1 / n2）3 式中 Q———空压机供给管网风量； H———管网压力； P———电机消耗功率； n———空压机转速。
参数关系表
频率f(Hz) 转速N%
50
100%
45
90%
• 常见的气体流量控制方式： • 加、卸载供气控制方式 • 转速控制方式两种
加、卸载供气控制方式缺点
1. 启动电流较大，会影响电网的稳定及其 它用电设备的运行安全 ；
2. 电机频繁启动 ； 3. 经常卸载和加载导致整个气网压力经常
变化，不能保持恒定的工作压力； 4. 影响压缩机的使用寿命 ；
转速控制
空压机概况
• 空压机，全名为空气压缩机，是一种工 矿企业中最常用的空气动力提供设备。 通常，空压机分为螺杆式空压机、活塞 式空压机等
• 螺杆式空压机工作原理 • 活塞式空压机工作原理
空压机系统控制
• 启动：星-角降压起动后全压运行 •
供气系统具体工作流程
• 启动：星-角降压起动后全压运行
• 当按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断 油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关 闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。 等降压n秒（由时间继电器控制）后空压机开始加载运 行，系统压力开始上升。
2. 空压机不允许长时间在低频下运行，当空压机 的转速过低，一方面将使空压机的工作稳定性 变差，另一方面也使缸体的润滑变差，会加快 磨损。所以工作的下限频率应不低于20Hz
空压机变频改造注意事项
3. 为了有效滤除变频器输出电流中的高次 谐波分量，减小因高次谐波引起的电磁 干扰，建议选用输出交流电抗器，还可 以减小电机运行噪音和温升，提高电动 机的稳定性。
控制过程如下
用气需求↑ —— 管路气压↓—— 压力设 定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ — — 变频器输出频率↑ —— 空压机电机转 速↑ —— 供气流量↑—— 管路气压趋于 稳定
压力频率PID曲线图
空压机变频电气控制图
工 变 频 兼 容 驱 动 回 路 图
THE END。 THANK YOU！
恒压供气节能原理
若 供气流量 > 用气流量 → 储气管气压 上升 若 供气流量 < 用气流量 → 储气管气压 下降 若 供气流量 = 用气流量 → 储气管气压 不变
恒压供气控制系统原理框图
恒压供气节能原理
PID控制
变频调速系统将管网压力作为控制对象，装在 储气管出气口的压力变送器将储气罐的压力转 变为电信号送给变频器内部的PID调节器，与 压力给定值进行比较，并根据差值的大小按既 定的PID控制模式进行运算，产生控制信号去 控制变频器的输出电压和逆变频率，调整电动 机的转速，从而使实际压力始终维持在给定压 力。
40
80%
35
70%
30
60%
25
50%
风量Q% 100% 90% 80% 70% 60% 50%
管网压力H%
100.00% 81.00% 64.00% 49.00% 36.00% 25.00%
轴功率P%
100.00% 72.90% 51.20% 34.30% 21.60% 12.50%
节电率 0%
27.10% 48.80% 65.70% 78.40% 87.50%
例子
当电机转速降至额定转速的80%，则空 压机供给管网风量降为80%，管网压力 降为（80%）2，电机消耗功率则降为 （80%）3，即51.2%，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40%，
优点
明显的节能效果，一般节电率都在30％ 以上。
恒压供气节能原理
软启动 采用该方案后，空气压缩机电动机从静
止到稳定转速可由变频器实现软启动， 避免了启动时的大电流和启动给空气压 缩机带来的机械冲击。
恒压供气节能原理
工频与变频切换功能
Biblioteka Baidu 正常情况下，空气压缩机在变频器调速 控制方式下工作。变频器一旦出现故障， 生产工艺不允许空气压缩机停机，因此， 系统设置了工频与变频切换功能，这样 当变频器出现故障时，可由工频电源通 过接触器直接供电，使空气压缩机照常 工作。
1. 即通过改变空压机的转速来调节流量，而阀门 的开度保持不变（一般保持最大开度）。当空 压机转速改变时，供气系统的扬程特性随之改 变，而管阻特性不变 ;
2. 通过变频调速技术改变空压机电机的转速，空 压机的供气流量可随着用气流量的改变而改变， 达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使 整个系统达到最佳工作效率 ；
变频器的软启动功能及平滑调速的特点 可实现对流量的平稳调节，
减少启动冲击并延长机组及管组的使用 寿命
空压机变频改造注意事项
1. 空压机是大转动惯量负载，这种启动特点就很 容易引起V/F控制方式的变频器在启动时出现 跳过流保护的情况，建议选用具有高启动转矩 的无速度传感器矢量变频器，保证即能实现恒 压供气连续性，又保证设备可靠稳定的运行
空压机系统节能分析
• 最基本的控制对象：流量 • 基本任务：满足用户对流量的需求
空压机系统节能原理
• Q1 / Q2 = n1 / n2 H1 / H2 =（ n1 / n2）2 P1 / P2 =（ n1 / n2）3 式中 Q———空压机供给管网风量； H———管网压力； P———电机消耗功率； n———空压机转速。
参数关系表
频率f(Hz) 转速N%
50
100%
45
90%
• 常见的气体流量控制方式： • 加、卸载供气控制方式 • 转速控制方式两种
加、卸载供气控制方式缺点
1. 启动电流较大，会影响电网的稳定及其 它用电设备的运行安全 ；
2. 电机频繁启动 ； 3. 经常卸载和加载导致整个气网压力经常
变化，不能保持恒定的工作压力； 4. 影响压缩机的使用寿命 ；
转速控制
空压机概况
• 空压机，全名为空气压缩机，是一种工 矿企业中最常用的空气动力提供设备。 通常，空压机分为螺杆式空压机、活塞 式空压机等
• 螺杆式空压机工作原理 • 活塞式空压机工作原理
空压机系统控制
• 启动：星-角降压起动后全压运行 •
供气系统具体工作流程
• 启动：星-角降压起动后全压运行
• 当按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断 油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关 闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。 等降压n秒（由时间继电器控制）后空压机开始加载运 行，系统压力开始上升。
2. 空压机不允许长时间在低频下运行，当空压机 的转速过低，一方面将使空压机的工作稳定性 变差，另一方面也使缸体的润滑变差，会加快 磨损。所以工作的下限频率应不低于20Hz
空压机变频改造注意事项
3. 为了有效滤除变频器输出电流中的高次 谐波分量，减小因高次谐波引起的电磁 干扰，建议选用输出交流电抗器，还可 以减小电机运行噪音和温升，提高电动 机的稳定性。
控制过程如下
用气需求↑ —— 管路气压↓—— 压力设 定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ — — 变频器输出频率↑ —— 空压机电机转 速↑ —— 供气流量↑—— 管路气压趋于 稳定
压力频率PID曲线图
空压机变频电气控制图
工 变 频 兼 容 驱 动 回 路 图
THE END。 THANK YOU！
恒压供气节能原理
若 供气流量 > 用气流量 → 储气管气压 上升 若 供气流量 < 用气流量 → 储气管气压 下降 若 供气流量 = 用气流量 → 储气管气压 不变
恒压供气控制系统原理框图
恒压供气节能原理
PID控制
变频调速系统将管网压力作为控制对象，装在 储气管出气口的压力变送器将储气罐的压力转 变为电信号送给变频器内部的PID调节器，与 压力给定值进行比较，并根据差值的大小按既 定的PID控制模式进行运算，产生控制信号去 控制变频器的输出电压和逆变频率，调整电动 机的转速，从而使实际压力始终维持在给定压 力。
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风量Q% 100% 90% 80% 70% 60% 50%
管网压力H%
100.00% 81.00% 64.00% 49.00% 36.00% 25.00%
轴功率P%
100.00% 72.90% 51.20% 34.30% 21.60% 12.50%
节电率 0%
27.10% 48.80% 65.70% 78.40% 87.50%
例子
当电机转速降至额定转速的80%，则空 压机供给管网风量降为80%，管网压力 降为（80%）2，电机消耗功率则降为 （80%）3，即51.2%，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40%，
优点
明显的节能效果，一般节电率都在30％ 以上。
恒压供气节能原理
软启动 采用该方案后，空气压缩机电动机从静
止到稳定转速可由变频器实现软启动， 避免了启动时的大电流和启动给空气压 缩机带来的机械冲击。
恒压供气节能原理
工频与变频切换功能
Biblioteka Baidu 正常情况下，空气压缩机在变频器调速 控制方式下工作。变频器一旦出现故障， 生产工艺不允许空气压缩机停机，因此， 系统设置了工频与变频切换功能，这样 当变频器出现故障时，可由工频电源通 过接触器直接供电，使空气压缩机照常 工作。
1. 即通过改变空压机的转速来调节流量，而阀门 的开度保持不变（一般保持最大开度）。当空 压机转速改变时，供气系统的扬程特性随之改 变，而管阻特性不变 ;
2. 通过变频调速技术改变空压机电机的转速，空 压机的供气流量可随着用气流量的改变而改变， 达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使 整个系统达到最佳工作效率 ；
变频器的软启动功能及平滑调速的特点 可实现对流量的平稳调节，
减少启动冲击并延长机组及管组的使用 寿命
空压机变频改造注意事项
1. 空压机是大转动惯量负载，这种启动特点就很 容易引起V/F控制方式的变频器在启动时出现 跳过流保护的情况，建议选用具有高启动转矩 的无速度传感器矢量变频器，保证即能实现恒 压供气连续性，又保证设备可靠稳定的运行