一,、螺桿式空壓機(jī)能耗分析
1、 我司螺桿式空壓機(jī)型號,、規(guī)格
空壓機(jī)型號 額定排氣壓力 額定排氣量 空載率 電機(jī)型號 電機(jī)功率 電機(jī)額定電流
JC15HA 0.8Mpa 1.8m3/Min 0.40 Y160M-2 11KW 22A
電機(jī)空載電流 電機(jī)極數(shù) 電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù) 電機(jī)功率因數(shù) 電機(jī)啟動方式 MMax/MN 電機(jī)效率η
10A 2極 2930rpm COSφ=0.88 Y-△降壓啟動 2 0.872
2,、 螺桿式空壓機(jī)空載率：在設(shè)定的氣壓范圍內(nèi)工作，在低于設(shè)定壓力時負(fù)載運行,，高于設(shè)定壓力時空載運行,，從上表可知空壓機(jī)有40%的時間是處于空載狀態(tài)，這樣既浪費能源又降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)?，F(xiàn)狀A(yù)棟螺桿式空壓機(jī)總運行時間為11340小時,、負(fù)載運行時間為6416小時，因此實際空載率應(yīng)為：
空載率=（11340-6416）÷11340 =0.434
3,、 年空載損耗W （年總運行時間取 8000小時）
Ue—電源電壓,取380V,；
W= √3×Ue×I0×COSφ÷η×年總運行時間×空載率 η——電機(jī)效率,取0.872；
=1.732×380×10×0.88÷0.872×8000×0.434 I0—空載電流,，取10A,；
=23061KWh COSφ—功率因數(shù),取0.88；
4,、 年空載損耗費用F
F=W×0.63
=23061×0.63
=14528元
通過以上計算可見空載損耗是相當(dāng)可觀的,基于此從節(jié)約空載損耗著眼分析螺桿式空壓機(jī)工作原理就降低空載功率提出如下改善方案,。
二、螺桿式空壓機(jī)工作原理分析
1,、 聚才螺桿式空壓機(jī)JC15HA電路圖如下
2,、工作原理：
A、合上電源開關(guān)KQ、鑰匙開關(guān)SK,，給主,、控制電路送電；
B,、按下控制面板上的啟動按鈕，控制回路中29,、28得電,，接觸器KM3、KM1吸合其主觸點閉合控制電機(jī)Y形啟動空載運行,；
C,、經(jīng)MAM-KY4（40）控制器內(nèi)部延時S1，控制回路29斷電,、30得電,，接觸器KM3斷開、KM2吸合,，電機(jī)轉(zhuǎn)為△形運行,，完成降壓啟動過程；
D,、控制回路31延遲一段時間S2后得電,，電磁閥DZ動作使伺服汽缸打開，空壓機(jī)開始加載運行,；
E,、當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定范圍上限時，控制回路31斷電,，電磁閥DZ也跟著斷電使伺服汽缸關(guān)閉,，空壓機(jī)又開始空載運行；
F,、當(dāng)氣壓低于設(shè)定范圍下限時,，控制回路31得電，電磁閥DZ動作使伺服汽缸打開,，空壓機(jī)又開始負(fù)載運行,，如此周而復(fù)始。
三,、改善方案
通過以上原理分析,，設(shè)想改變空壓機(jī)空載時的工作方式，由工頻50HZ空載運行改為變頻30HZ空載運行以達(dá)到節(jié)能的目的,。
1. 工頻50HZ空載運行改為變頻30HZ空載運行節(jié)能的原理分析（變頻器工作方式恒壓頻比）
當(dāng)電機(jī)由工頻50HZ空載運行改為變頻30HZ空載運行后,，定子繞組所承受的相電壓U=Ue×f設(shè)÷f工=228V，我們都知道電壓的平方正比于電機(jī)輸出力矩，故工頻50HZ空載運行改為變頻30HZ空載運行后電機(jī)輸出力矩變成接近原來的1/3,，變頻空載功率損耗P30可按以下公式計算：
P50=√3×Ue×I0×COSφ÷η Ue—電源電壓,取380V,；
= 1.732×380×10×0.88÷0.872 η——電機(jī)效率,取0.872；
= 6.64KW I0—空載電流,，取10A,；
COSφ—功率因數(shù),取0.88；
P30= M30×V30 M30—30HZ時輸出力矩,；
= M50÷3×V30 V50—電機(jī)工頻轉(zhuǎn)數(shù),2930rpm,；
= M50÷3×V50×3 ÷5 V30—30HZ電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)；
= P50 ÷5 M50—50HZ工頻時輸出力矩,；
=1.33KW P30—30HZ時輸出空載功率,；
通過以上計算，工頻50HZ空載運行改為變頻30HZ空載運行能節(jié)約P50- P30=6.64-1.33=5.31KW
2. 年節(jié)約空載損耗W1
W1=（P50- P30）×年總運行時間×空載率
= 5.31×8000×0.434
=18436KWh
3. 年節(jié)約空載損耗費用F1
F1= W1×0.63
=18436×0.63
=11615元
4. 主電路加裝11KW臺達(dá)變頻器VFD110B43A一臺,控制電路增加一個時間繼電器和一個中間繼電器,電路設(shè)計如下圖所示,。
5. 工作原理：
A,、合上電源開關(guān)KQ、鑰匙開關(guān)SK,，給主,、控制電路送電；
B,、按下控制面板上的啟動按鈕,，控制回路中28得電，接觸器KM1吸合其主觸點閉合變頻器得電,，按下變頻器RUN按鍵,，因為J1常閉觸點閉合，電機(jī)以30HZ頻率啟動運行,；
C,、經(jīng)MAM-KY4（40）控制器內(nèi)部延時S1，控制回路31得電,， J1常閉斷開,、常開閉合，電機(jī)轉(zhuǎn)為50HZ工頻運行,；
D,、時間繼電器SJ經(jīng)延時S動作常開觸點閉合接通電磁閥DZ電源，伺服汽缸打開,，空壓機(jī)開始負(fù)載運行,；
E、當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定范圍上限時,，控制回路31斷電,，時間繼電器SJ、繼電器J1跟著斷電，分別使伺服汽缸關(guān)閉,、J1常開打開,、J1常閉閉合，空壓機(jī)轉(zhuǎn)為30HZ空載運行,；
F,、當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定范圍下限時，控制回路31得電,，時間繼電器SJ,、繼電器J1通電吸合，J1常開閉合,、J1常閉打開,，空壓機(jī)工頻50HZ運行SJ延時S其常開觸點閉合,，DZ通電,，伺服汽缸打開，空壓機(jī)負(fù)載運行,；
6. 改造重點
本設(shè)計利用臺達(dá)變頻器多段速運行功能,，在多功能輸入端子MI1、MI2中分別插入常開,、閉觸點實現(xiàn)工頻,、30HZ自動切換程序運行，并需對變頻器 00-09,、01-10,、04-04、04-05,、05-00,、05-01等參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試，時間繼電器SJ時間設(shè)置應(yīng)≥MAM-KY4（40）控制器內(nèi)部延時S1+變頻器加速時間01-10,。拆除接觸器KM2,、KM3，將電機(jī)繞組接法改成△形,。
四,、方案對比
經(jīng)以上綜合比較建議采用方案3。