螺桿式空壓機的介紹及工作原理分析

2022-05-27 04:03:05 字數 1959 閱讀 9465

一.概述

空壓機是各種工廠、築路、礦山及建築行業的必備裝置,主要用來提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣,例如給氣動閥供氣,給需要一定壓力氣體的工藝流程提供氣源。空壓機有很多種類,如螺桿式空壓機、活塞式空壓機、離心式空壓機、渦旋式空壓機等等,而螺桿式空壓機的市場潛力極大,並在很多行業得到廣泛的運用。空壓機在其控制中採用載入—解除安裝閥來控制空壓機的供氣,由於用氣裝置的工作週期或是生產工藝的差別,使得用氣量發生波動,有時會造成空壓機頻繁載入、解除安裝。

空壓機解除安裝後仍然工頻運轉,不僅浪費電能而且增加裝置的機械磨損,並且載入是乙個突然的過程,會對裝置和電網造成較大的衝擊。因此對空壓機進行變頻改造具有改善電機的啟動和執行、減少裝置的機械磨損、在一定範圍內節約電能等效果。本文主要講述台安空壓機控制器ccac-m與東元7200gs變頻器組成的控制系統在螺桿式空壓機上的應用。

二.螺桿式空壓機工作原理

以單螺桿空壓機為例說明空氣壓縮機工作原理,如圖1所示為單螺桿空氣壓縮機的結構原理圖。螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當螺桿在殼體內轉動時,螺桿與殼體的齒溝相互嚙合,空氣由進氣口吸入,同時也吸入機油,由於齒溝嚙合面轉動將吸入的油氣密封並向排氣口輸送;在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小,油氣受到壓縮;當齒溝嚙合面旋轉至殼體排氣口時,較高壓力的油氣混合氣體排出機體。

採用變頻器可通過改變螺桿轉子轉速的方式來改變排氣量,當用氣量發生變化時,變頻器改變轉速的方式調節空壓機的排氣量,達到排氣壓力恆定不變,並節約能源的目的。

三.空壓機系統組成

1.在空氣壓縮機控制系統中,採用空壓機後端出氣管道上安裝的壓力感測器來控制空氣壓縮機的壓力。空壓機啟動時,載入電磁閥處於關閉狀態,載入氣缸不動作,變頻器拖動電機空載執行,一段時間(可有控制器任意設定,在此設定為10s)後,載入電磁閥開啟,空壓機帶載執行。

當空氣壓縮機啟動執行後,如果後端裝置用氣量較大,儲氣罐和後端管路中壓縮氣壓力未達到壓力上限值,則控制器動作載入閥,開啟進氣口,電機負載執行,不斷地向後端管路產生壓縮氣。如果後端用氣裝置停止用氣,後端管路和儲氣罐中壓縮氣壓力漸漸公升高,當達到壓力上限設定值時,壓力感測器發出解除安裝訊號,載入電磁閥停止工作,進氣口濾清器關閉,電機空載執行。

當空壓機連續執行,壓縮機主體溫度會公升高,當溫度達到一定程度時,本系統設定為80℃(可有控制器根據應用環境自行設定)風機開始執行,用於降低主機工作溫度。風機執行一段時間,主機溫度下降,低於75℃風機停轉。空壓機系統圖如下:

2.控制系統組成及引數設定

螺桿機控制系統,我們採用台安空壓機專用控制器(型號ccac-m),變頻器採用東元7200gs系列(功率段為25hp∽400hp)。控制器及變頻器具體配線圖如:

控制器基本引數:載入時間10s、壓力上限0.75mpa、壓力下限0.

65mpa、執行方式:變頻、變頻器選擇:東元7200gs、空壓機執行時間:

根據要求自行設定、比例係數、積分時間。

變頻器引數: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(根據實際所用電機的額定電流×1.

15)、cn-15=50、cn-23=2、cn-24=2、cn-36=10、cn-37=20;on-09=80。通訊引數設定:站號3、波特率19200、停止位1、資料位8、校驗位偶。

3.除錯步驟

⑴根據東元7200gs變頻器及台安ccac-m空壓機控制器規格,完成電源線及控制線的配線,注意變頻器外圍選購件(如:空開、斷路器、電抗器等)的連線及所用動力線的線徑、材質。

⑵設定控制器、變頻器引數,如上。

⑶上電執行空壓機,觀察裝置是否運轉正常,若有故障,則根據具體故障現象排除故障,直至裝置可以正常執行。

⑷裝置執行正常後根據實際的用氣要求,調節合適的出氣口壓力,並使變頻器執行電流波動在很小的範圍內(幾a以下),與電流波動相關的引數有,控制器p、i、d引數及變頻器on09、cn08、cn15,可視實際情況調節。

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