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1、螺杆式空压机螺杆式空压机变频器应用系列变频器应用系列1ModuleTitle I.概述概述II.基本基本要求要求III.驱动解决方案驱动解决方案IV.成功案例成功案例V.附录附录内容内容内容内容本讲义是一个概览，对应于普通的应用。.若需要更多更详细的介绍，成功案例，试验数据，请参考附录部分给出的资料。1/21/20232ModuleTitle 概述概述概述概述螺杆式空压机的用途螺杆式空压机的用途?螺杆式空压机用于将气体压缩至中等压力（螺杆式空压机用于将气体压缩至中等压力（50bar以内）以内）.螺杆式空压机应用非常广泛，多数应用于空气压缩（螺杆式空压机应用非常广泛，多数应用于空气压缩（10 t
2、o 300kW市场的市场的75%），也用），也用于冷却和冷冻系统。于冷却和冷冻系统。螺杆式空压机的工作原理螺杆式空压机的工作原理?一公一母两个平行的螺杆以相反的方向旋转，将气体压缩。一公一母两个平行的螺杆以相反的方向旋转，将气体压缩。转子设计的原则是沿轴向减少螺杆之间的自由空间的容积。容积的减少使得螺杆时间截留的气体被压缩。螺杆可由异步电动机驱动。系统经常通过油的流动进行冷却和密封，并且可以有多级。1/21/20233ModuleTitle 概述概述概述概述对电机而言是什么类型的负载对电机而言是什么类型的负载?可以看作一种可以看作一种恒转矩应用恒转矩应用，视满载或空载起动的不同，也或高或低。，
3、视满载或空载起动的不同，也或高或低。低惯量低惯量,很很 高的阻尼转矩高的阻尼转矩.负荷周期的性质为调节频繁（起停次数很高），可以一天负荷周期的性质为调节频繁（起停次数很高），可以一天24小时运行。小时运行。目前多数以星三角起动电机，但是越来越多地使用变频器驱动目前多数以星三角起动电机，但是越来越多地使用变频器驱动。转矩转矩100%额定静态转矩额定静态转矩100%40%速度速度50%负载起动，卸载阀关闭。起动时卸载阀打开，转速达到40%的额定值时卸载阀关闭。1/21/20234ModuleTitle 描述描述描述描述为了实现空气流量或压力的调节，有下面几种方法为了实现空气流量或压力的调节，有下面
4、几种方法:起起/停控制停控制:仅仅用于小型的压缩机，没有连续的调节，仅仅用于小型的压缩机，没有连续的调节，tuff for the compressor有有/无控制无控制:在出口侧有阀门，当压力增加到一定程度（说明需气量减少）阀门关闭，若压缩机空载运行某一时间后，便可控制停机。如果需求量增加，压力减少，阀门将打开。调节不太好。回流阀调节回流阀调节:若需气量减少，辅助阀逐渐打开，将空气流会输入侧。调节效果可接受，但能量平衡不是太好。不适于70%负载以下运行。速度调节速度调节:用变频器进行速度调节，节能方面，效率最高，调节灵活，能够实现20%-70%负载下的精确调节。应用行业应用行业多数应用在工业
5、场合，用于供气和冷却系统。多数应用在工业场合，用于供气和冷却系统。功率范围功率范围1-500kW用户用户:最终用户最终用户,OEM,承包商承包商应用等级应用等级(需要的功能需要的功能):简单到中等简单到中等变频器性能要求变频器性能要求:中等中等1/21/20235ModuleTitle 基本要求基本要求基本要求基本要求起动起动起动转矩从起动转矩从 100%到到 150%起动加速斜坡从起动加速斜坡从 3 到到 20秒秒,原则是使起动冲击最小化，同时避免输入瞬态电流原则是使起动冲击最小化，同时避免输入瞬态电流驱动和调节驱动和调节沿斜坡起动，但最终为实现压力或流量调调节实现连续的速度控制沿斜坡起动，
6、但最终为实现压力或流量调调节实现连续的速度控制停车停车斜坡停机或自由停车斜坡停机或自由停车给定点的设定或控制给定点的设定或控制速度给定固定或受调节系统控制，或由变频器本身作速度调节速度给定固定或受调节系统控制，或由变频器本身作速度调节通讯通讯多台压缩机可以并行连接到同一网络上，由一台多台压缩机可以并行连接到同一网络上，由一台PLC通过一个现场总线管理通过一个现场总线管理。保护和维护保护和维护电机过载保护电机过载保护相序保护相序保护(禁止反转禁止反转)空载运行若干时间后自动停机空载运行若干时间后自动停机可以切换用于维护可以切换用于维护避过共振频率避过共振频率1/21/20236ModuleTit
7、le 驱动解决方案驱动解决方案驱动解决方案驱动解决方案软起动器解决方案软起动器解决方案当只需要作起停控制，并且需要将起动电流控制在额定电流的当只需要作起停控制，并且需要将起动电流控制在额定电流的300%-400%时，建议采时，建议采用软起动器驱动。用软起动器驱动。选型选型按标准负载选型按标准负载选型1/21/20237ModuleTitle 驱动解决方案驱动解决方案驱动解决方案驱动解决方案变频器解决方案变频器解决方案若需要对压缩机进行速度控制（调节）或需要将起动电流控制在若需要对压缩机进行速度控制（调节）或需要将起动电流控制在20%以内以内选型选型若空载起动，按照标准转矩选型若空载起动，按照标
8、准转矩选型(起动转矩起动转矩 120%)或频繁起动工作制或频繁起动工作制or severe duty cycle1/21/20238ModuleTitle 驱动解决方案驱动解决方案驱动解决方案驱动解决方案变频器解决方案变频器解决方案1/21/20239ModuleTitle 驱动方案驱动方案驱动方案驱动方案不同调节方式的能耗不同调节方式的能耗不同调节方法的能耗不同调节方法的能耗变频器控制“有无”控制回流阀控制%of 额定功率额定功率压缩气体的用量压缩气体的用量%1/21/202310ModuleTitle 驱动方案驱动方案驱动方案驱动方案多台压缩机的工厂供气网络举例多台压缩机的工厂供气网络举例
9、其他过程的控制其他过程的控制压缩机压缩机缓冲罐缓冲罐本地压力本地压力反馈反馈压力压力反馈反馈压力压力提升提升调节控制调节控制监控系统监控系统本地调节本地调节1/21/202311ModuleTitle 成功案例成功案例成功案例成功案例:冷冻装置冷冻装置冷冻装置冷冻装置地点地点:法国客户客户:Findus ice cream-Beauvais所用产品所用产品:Altivar 68(可以用 ATV71取代)客户需求客户需求:冷库一共有三台螺杆式空压机，功率均为450KW，分别由ATV68变频器驱动。它们被集成在包含上位监控和TSX57PLC的自动控制系统中。本装置必须提供无故障运行，并能够精确控制
10、冷吨量。优势优势:通过控制实时应用中制冷量所需的功率，变速控制所获得得节能效果达20%.施耐德提供得服务：系统的启动，讨论谐波问题，一揽子方案：中压/低压变压器，开关柜结果结果:Altivar ATV68,监控系统，Modicon Premium PLCs TSX57(Tlmcanique).联系人联系人:Bernard Dfourneaux(=S=France)1/21/202312ModuleTitle 成功案例成功案例成功案例成功案例:压缩气管网压缩气管网压缩气管网压缩气管网地点地点:法国用户用户:液化气公司液化气公司产品产品:Altivar 38(可以用 ATV61取代)客户要求客户要
11、求:某公司的压缩空气管网由三台螺杆式空压机供气。其中两台用星三角起动器驱动，一台由变频器驱动，保证压力调节。根据压力和流量的需要起停压缩机。起动的顺序和调节由PLC完成。原来的设备原来的设备:全部由星三角驱动。通过机械系统调节压力。缺点：大量的能量损耗，调节效果差。新的装置新的装置:1x ATV38 紧急用于速度控制优势优势:平滑的起动，精确的调节，瞬态电流限制，必要时（如维护)，变频器可以起动其它的压缩机。联系人联系人:Bertrand Guarinos(=S=France)1/21/202313ModuleTitle 成功案例成功案例成功案例成功案例:地点地点:法国用户用户:Fuji oi
12、l Europe所用产品所用产品:Altivar 71用户要求用户要求:a screw compressor keeps the installation frying fat liquid and hot.Its necessary to keep this fat liquid to make the packaging.老设备老设备:使用了20年的老压缩机由星三角驱动。速度通过机械的方式调节（4档）。缺点：效率很低，而且调速不灵活新装置新装置:ATV71HC20N4和一个新的异步电动机：200kW/400V/341A/2970 RPM 联系人联系人:Serge Libert(=S=Belgium)1/21/202314ModuleTitle 附录附录附录附录参考书目参考书目略略链接链接略略1/21/202315ModuleTitle