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螺杆式空压机的介绍及工作原理分析
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螺杆式空压机的介绍及工作原理分析一.概述 空压机是各种工厂、筑路、矿山及建筑行业的必备设备,主要用来提供源源不断的具有一 定压力的压缩空气,例如给气动阀供气,给需要一定压力气体的工艺流程提供气源。空压机有很 多种类,如螺杆式空压机、活塞式空压机、离心式空压机、涡旋式空压机等等,而螺杆式空压机 的市场潜力极大, 并在很多行业得到广泛的运用。 空压机在其控制中采用加载—卸载阀来控制空 压机的供气,由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别,使得用气量发生波动,有时会造成 空压机频繁加载、卸载。空压机卸载后仍然工频运转,不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损, 并且加载是一个突然的过程, 会对设备和电网造成较大的冲击。 因此对空压机进行变频改造具有 改善电机的启动和运行、减少设备的机械磨损、在一定范围内节约电能等效果。本文主要讲述台 安空压机控制器 CCAC-M 与东元 7200GS 变频器组成的控制系统在螺杆式空压机上的应用。 二.螺杆式空压机工作原理 以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理, 如图 1 所示为单螺杆空气压缩机的结构原 理图。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。 采用变频器可通过改变螺杆转子转速的方式来改变排气量, 当用气量发生变化时, 变频器 改变转速的方式调节空压机的排气量,达到排气压力恒定不变,并节约能源的目的。三.空压机系统组成 1. 在空气压缩机控制系统中,采用空压机后端出气管道上安装的压力传感器来控制空气压缩机 的压力。 空压机启动时, 加载电磁阀处于关闭状态, 加载气缸不动作, 变频器拖动电机空载运行, 一段时间(可有控制器任意设定,在此设置为 10S)后,加载电磁阀打开,空压机带载运行。当 空气压缩机启动运行后, 如果后端设备用气量较大, 储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力 上限值,则控制器动作加载阀,打开进气口,电机负载运行,不断地向后端管路产生压缩气。如 果后端用气设备停止用气, 后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高, 当达到压力上限设定值时, 压力传感器发出卸载信号,加载电磁阀停止工作,进气口滤清器关闭,电机空载运行。 当空压机连续运行, 压缩机主体温度会升高, 当温度达到一定程度时, 本系统设定为 80℃ (可有控制器根据应用环境自行设定)风机开始运行,用于降低主机工作温度。风机运行一段时 间,主机温度下降,低于 75℃风机停转。空压机系统图如下:2.控制系统组成及参数设置 螺杆机控制系统, 我们采用台安空压机专用控制器 (型号 CCAC-M) ,变频器采用东元 7200GS 系列(功率段为 25HP∽400HP)。控制器及变频器具体配线图如: 控制器基本参数:加载时间 10S、压力上限 0.75MPa、压力下限 0.65 MPa、运行方式:变频、变 频器选择:东元 7200GS、空压机运行时间:根据要求自行设定、比例系数、积分时间。 变频器参数: BN-01=20、 BN-02=20、 BN-05=101、 BN-06=-6; SN-02=0F、 SN-04=0100、 SN-05=0010、 SN-08=1111、 SN-11=0100; SN30=0003、 SN31=1101、 CN-02=50、 CN-07=1.5、 CN-08=14、 CN-09=398 (根据实际所用电机的额定电流×1.15)、CN-15=50、CN-23=2、CN-24=2、CN-36=10、CN-37=20; ON-09=80。通讯参数设置:站号 3、波特率 19200、停止位 1、数据位 8、校验位偶。 3.调试步骤 ⑴ 根据东元 7200GS 变频器及台安 CCAC-M 空压机控制器规格,完成电源线及控制线的配线,注 意变频器外围选购件(如:空开、断路器、电抗器等)的连接及所用动力线的线径、材质。 ⑵ 设置控制器、变频器参数,如上。 ⑶ 上电运行空压机,观察设备是否运转正常,若有故障,则根据具体故障现象排除故障,直至 设备可以正常运行。 ⑷ 设备运行正常后根据实际的用气要求,调节合适的出气口压力,并使变频器运行电流波动在 很小的范围内(几 A 以下),与电流波动相关的参数有,控制器 P、I、D 参数及变频器 ON09、 CN08、CN15,可视实际情况调节。
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