2018-11-16

【電子報】搭載變頻器之空壓機節能系統


智動化服務專家,羅昇企業 
本期焦點
搭載變頻器之空壓機節能系統

空壓機原理:
空壓機即是空氣壓縮機,目的是給工廠設備提供穩定的壓縮空氣,原理為將外界空氣通過螺桿等機構予以壓縮,儲存於壓力容器中,通過管路送至各個生產單位,提供給機台設備使用。
 
空壓機單機控制,常見的控制種類如下:
1.ON/OFF控制:
ON / OFF控制是一種最簡單的控制方式。當偵測的壓力信號小於設定的壓力值時,此時壓力開關會向空壓機送出ON的訊號讓空壓機起動,進行加載輸出壓縮空氣,當空壓機的壓力開關到達所設定的壓力值時,此時壓力開關會向空壓機送出OFF的訊號,讓空壓機進行停機的動作。
此種控制方式相當簡單,成本低廉,但是過於頻繁的對空壓機進行ON / OFF的動作,馬達的啟動電流約額定電流的3~9倍,耗能且很容易會造成驅動馬達過熱,而且對於空壓機的組件而言,也容易損壞。

        


2.空車/重車控制:
空車/重車控制,也就是卸載/加載重載控制,動作如同ON/OFF控制,當偵測的壓力信號小於設定的壓力值時,此時壓縮機重車(加載)起動,會將壓縮機的進氣閥門打開,加載空氣,當空壓機的壓力開關到達所設定的壓力值時,會將壓縮機的進氣閥門關閉,此時壓縮機進行空車(卸載)動作,此時壓縮機馬達還是處於運行的狀況,馬達並沒有關閉,空壓機處於無效運轉狀態,此時尚有30%~40 %左右的空車電流損耗,就能源的觀點上是相當不經濟。

       

3.容調控制:
動作原理為調整空壓機進氣閥門的開度,藉此來調節空氣進入壓縮機的空氣流量,當偵測的壓力信號小於設定的壓力值時,此時進氣閥門的開度會變大,以增加輸出排氣量,當偵測的壓力信號大於設定的壓力值時,此時進氣閥門的開度會變小,以減少輸出排氣量,這麼做的話,壓力會比較穩定,但是壓縮機全時處於重車(加載)狀態下,會更加耗能。

        

 
4.變頻器控制:
動作原理為改變壓縮機的轉速,來調節空壓機的輸出排氣量,當偵測的壓力信號遠小於設定壓力值時,變頻器控制壓縮機轉速提高,以增加排氣量,當偵測的壓力信號遠接近設定壓力值時,變頻器控制壓縮機轉速降低,以減少排氣量,由於此種控制方式,其驅動馬達的轉速是會隨著系統的實際狀況隨時進行調整,在空車時,馬達的轉速會降的很低,比起其他控制方式,可以減少因空車所造成的能源損失,再加上此種控制方式又具有穩定系統壓力的功效,因此目前已是一種最佳的節能控制方式。

       
 

【結論】

下圖為經濟部能源局製作的能耗曲線圖比較,由圖面可知,使用變頻器控制是最節能的控制方式。  
      


總之使用變頻器控制的空壓機,有以下的好處:
A.節約能源:壓縮機轉速隨時偵測壓力感測器的大小高低變化,不但可穩定壓力,也可以節約能源。
B.減少噪音:非變頻器控制時,馬達都以最高轉速運轉,此時馬達噪音很大,而變頻器在空車時,馬達是以最低轉速運轉,相對的噪音就會很小
C.延長壓縮機使用壽命:使用變頻之後,運轉及啟動對於壓縮機本身衝擊低,機械磨損也變少,操作溫度也較低,提高使用壽命。
 
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