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往复式空压机中高压变频器的运用

时间:2011-05-26 14:18来源:www.denaircompressor.com 作者:德耐尔空压机
关于往复式空压机中高压变频器的运用,空压机网就首先从高压变频器的特点概述起,接着往复式空压机的特性,最后来讲述往复式空压机中高压变频器的运用▄■▓。

    关于往复式空压机中高压变频器的运用空压机网就首先从高压变频器的特点概述起,接着往复式空压机的特性,最后来讲述往复式空压机中高压变频器的运用▄▓。

    高压变频器的特点

(1)液力耦合器方式。即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置▓█,通过液面的高低调节电机和负载之间耦合力的大小,实现负载的速度调节;

(2)串级调速█■▄。串级调速必须采用绕线式异步电动机,将转子绕组的一部分能量通过整流、逆变再送回到电网,这样相当于调节了转子的内阻███,从而改变了电动机的滑差;由于转子的电压和电网的电压一般不相等,所以向电网逆变需要一台变压器,为了节省这台变压器▓▓,现在国内市场应用中普遍采用内馈电机的形式,即在定子上再做一个三相的辅助绕组,专门接受转子的反馈能量,辅助绕组也参与做功▄■▄,这样主绕组从电网吸收的能量就会减少,达到调速节能的目的。

(3)高低方式■■■。由于当时高压变频技术没有解决,就采用一台变压器,先把电网电压降低,然后采用一台低压的变频器实现变频▄■▄■;对于电机,则有两种办法,一种办法是采用低压电机;另一种办法▓▄▓▄,则是继续采用原来的高压电机,需要在变频器和电机之间增加一台升压变压器。

  上述三种方式,发展到目前都是比较成熟的技术▄▓。液力耦合器和串级调速的调速精度都比较差▓█▄■,调速范围较小,维护工作量大,液力耦合器的效率相比变频调速还有一定的差距,所以这两项技术竞争力已经不强了▄■▓。至于高低方式,能够达到比较好的调速效果,但是相比真正的高压变频器,还有如下缺点▄▓:效率低,谐波大,对电机的要求比较严格,功率较大时(500KW以上▓█),可靠性较低。高低方式的主要优势在于成本较低。

往复式空压机的特性█■▄:

    JD-BP37系列高压变频调速系统的结构,由移相变压器、功率单元和控制器组成。6KV/250KW变频器共有15个功率单元███,每5个功率单元串联构成一相。

    控制器核心由高速32位DSP和HMI协同运算来实现,精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。HMI提供友好的全中文监控和操作界面▓▓,同时可以实现远程监控和网络化控制。控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操作信号和状态信号的协调,增强了系统的灵活性▄■▄。

    每个功率单元结构上完全一致,可以互换,其电路结构见图3,为基本的交-直-交单相逆变电路■■■,整流侧为六支二极管实现三相全桥整流,通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制,每个个功率单元完全一样,可以互换▄■▄■,这不但调试、维修方便,而且备份也十分经济,假如某一单元发生故障▓▄▓▄,该单元的输出端能自动短路而整机可以暂时降额工作,直到缓慢停止运行。

    另外,控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术▄▓,低压部分和高压部分完全可靠隔离▓█▄■,系统具有极高的安全性,同时具有很好的抗电磁干扰性能,并且各个功率单元的控制电源采用一个独立于高压系统的统一控制器,方便调试▄■▓、维修、现场培训,增强了系统的可靠性。控制器有一套独立于高压电源的供电体系▄▓,在不加高压的情况下,设备各点的波形与加高压情况基本相似,给整机可靠性、调试▓█、培训带来了很大方便。

    应用中针对现场存在的问题,系统优化改造主要需解决两方面的问题:第一█■▄,在满足系统用气量的基础上尽可能减少排量损失;第二,在满足压力的前提下尽可能减少管压差,即减少压力损失███。系统优化拟从动能和势能两方面同时入手,尽可能降低能耗、提高系统效率。解决改造问题后▓▓,需要重点解决由于低速时转矩脉动影起的转速脉动,由于在低速时压缩机入口和出口压力差值越大负载转矩脉动越严重,速度越低负载转矩脉动越严重。当压缩机达到给定转速并稳定下来后▄■▄,由于负载脉动转矩的存在,转速产生与脉动负载转矩同频率的振荡,负载脉动周期为转子转动的机械周期。通过适当的措施和参数调整后■■■,使得系统正常工作,同时转速脉动减小。

    变频器通过调整后,电机转速脉动从 40r/min 减小到了 15r/min▄■▄■,电机−压缩机系统的振动也大大减小了,从电机电流方面也看出电流波动减小,调整前25Hz时电流在19-40A间波动,调整后25Hz时电流在23-25A间波动▓▄▓▄。同时节能效果就更明显了,节能在28%左右。

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作者:德耐尔@德耐尔空压机  空压机修订日期▓█▄■:2011-05-26
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