略談變頻技術(shù)在螺桿壓縮機組中的應(yīng)用
通過頻率轉(zhuǎn)換器改變供電的頻率,繼而同步改變主電機的轉(zhuǎn)數(shù),間接同步地調(diào)整螺桿壓縮機組的排氣量,從而使用戶的用氣量與壓縮機組排氣量緊密聯(lián)系起來,所期望的節(jié) 能效果,這就是變頻技術(shù)在空氣壓縮行業(yè)中的技術(shù)應(yīng)用方式,該項技術(shù)使螺桿壓縮機的技術(shù)水平新的高 度。歐美國 家早在上世紀九十年代初期已經(jīng)大量使用好的變頻螺桿壓縮機組,目前在使用的螺桿壓縮機組中所占的比重已經(jīng)高達60%以上。近年,由于變頻技術(shù)的推廣,中國的壓縮機用戶也開始關(guān)注并使用中。
變頻技術(shù)在螺桿空氣壓縮機組中的應(yīng)用,節(jié) 能是其的優(yōu)點,另外,其基本不變的高功率因數(shù),真正意義上的軟啟動、停,都是為用戶可提供的使用便利及優(yōu)惠。如下圖:
由于螺桿壓縮機組在中國的大量應(yīng)用,噴油螺桿壓縮機組,使用的用戶數(shù)量較多。在電力緊缺的環(huán)境壓迫下,有許多用戶開始尋找變頻的解決方法,于是各種方式方法魚龍混雜,需要關(guān)注的是在標(biāo)準噴油螺桿式壓縮機組上添加外置變頻器的所謂“變頻技術(shù)改造”,鑒于其的欺騙性及危害性,從原理上做如下分析:
變頻技術(shù)在噴油螺桿機組的應(yīng)用,要具備的以下要素:
1、內(nèi)置于壓縮機組內(nèi)的變頻器(如圖),其整體要符合EMC國 際電磁兼容性標(biāo)89/336/EEC,適用電壓范圍380-500 V,適用頻率范圍50-60 Hz,要具備沒有破壞性的共振頻率,沒有高頻電磁干擾,沒有破壞性的電纜電壓反饋等等特性。在壓縮機組的外部添加變頻器是沒有多少難度的,但是添加的變頻器是否具備以上特性,更重要的是有否提供防范高頻和低頻諧波的污染的設(shè)備:RF(無線電頻率)過濾器和諧波過濾器。這在市場中部分人所鼓吹的所謂“變頻改造技術(shù)”中都是含混其辭的,可信度極為有限。
2、專門匹配的變頻電機,具備寬泛的可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍,沒有“速度窗口”,并且重要的是在各種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)下基本不變的高的電機效率及功率因子。什么意思?就是說這些是普通標(biāo)準電動機所不具備的。如果用戶只是采用所謂“變頻技術(shù)改造”,在標(biāo)準噴油螺桿壓縮機組外添加一個變頻器,即使變頻器符合了要求,但是標(biāo)準機組內(nèi)安裝的是普通標(biāo)準電動機,其運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)是一段一段的可調(diào)的,在全部可調(diào)節(jié)的大區(qū)間內(nèi)存在大量不可調(diào)節(jié)的小區(qū)間,這就是“速度窗口”,不具備真正變頻電動機的連續(xù)平滑調(diào)節(jié),使機組的調(diào)節(jié)節(jié) 能的愿望大打折扣。另外,關(guān)鍵的是電機效率及功率因子問題:普通標(biāo)準電動機本無轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)要求,其電機效率及功率因子僅在額定轉(zhuǎn)數(shù)下才到標(biāo)準值,如果強行改變該電機的轉(zhuǎn)數(shù),無論是升高還是降低,其電機效率及功率因子都會下降,本來是希望通過調(diào)節(jié)到節(jié) 能效果,但是調(diào)節(jié)的結(jié)果是電動機的效率及功率因子下降了,無功功率增加,本應(yīng)當(dāng)節(jié)約的能量又被浪費了一部分,這就是有如此改造的用戶發(fā)現(xiàn)節(jié) 能效果不明顯的問題根源。
3、計算機多元化特 殊設(shè)計的變頻主機及連軸外體等。是專門為變頻噴油螺桿壓縮機組設(shè)計的螺桿轉(zhuǎn)子、主機外體以及適合所有轉(zhuǎn)速下運行的機組內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部件等,例如聯(lián)軸罩殼體、連接管路等等。因為要在變頻調(diào)節(jié)的全部轉(zhuǎn)速范圍下,不能有共振現(xiàn)象發(fā)生。而這在只是強行改變普通噴油螺桿壓縮機組轉(zhuǎn)速的所謂“變頻改造技術(shù)”中是做不到的,因為普通噴油螺桿壓縮機設(shè)計中只考慮到額定轉(zhuǎn)速遠離共振點,其他轉(zhuǎn)速下是不做設(shè)計的。
4、專門匹配的變頻螺桿主機。在普通噴油螺桿壓縮機組中,由于其本身沒有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)計要求,機組內(nèi)安裝的螺桿主機以及聯(lián)軸器等等都是按照額定轉(zhuǎn)數(shù)下連續(xù)使用設(shè)計的。如果用戶只是采用在標(biāo)準噴油螺桿壓縮機組外添加一個變頻器的所謂“變頻改造技術(shù)”,這些部件本不符合調(diào)節(jié)要求,螺桿主機會表現(xiàn)出類似于電動機效率方面下降的問題。但是,更大的隱患也會產(chǎn)生:由于標(biāo)準噴油螺桿壓縮機組的螺桿主機壓縮腔內(nèi)在運行中是有一 定的噴射油量的要求(噴油螺桿壓縮機組的工作原理),該噴油量是在額定轉(zhuǎn)數(shù)的基礎(chǔ)下設(shè)計好的,如果發(fā)生轉(zhuǎn)數(shù)變化,噴油量隨之發(fā)生減少,影響到主機的冷卻、潤滑等功能,主機機體內(nèi)會發(fā)生不同程度積碳,嚴重者主機咬死報廢。而在專為變頻設(shè)計的變頻螺桿主機內(nèi),噴油量是在轉(zhuǎn)數(shù)的變化下保持不變的。
從以上變頻壓縮機組要具備的幾大要素中不難發(fā)現(xiàn),實際上只依靠改變某一部件從而希望到變頻目的的愿望是不現(xiàn)實的,存在嚴重的不科學(xué)性及危害性。盲目進行所謂的“變頻技術(shù)改造”,由于不能得到原壓縮設(shè)備提供者的認 可,更會影響到原設(shè)備的質(zhì)量及維護,這樣一來只會加重企業(yè)的負擔(dān)和風(fēng)險,希望廣大標(biāo)準噴油螺桿機組的用戶三思而止行,不要受到偽科學(xué)的蒙蔽。
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