空压机变频节能控制系统设计.docVIP

摘要 空气压缩机是工业现代化的基础产品，它是将原动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机运行的基本模式是加载，卸载模式，在设计空气压缩机的容量时，一般都是将空压机容量设定为最大需求容量。在实际的运行中，在空载的运行方式下，电动机的运行效率将会大大降低，造成大量的电能浪费。 本次毕业设计是在校外进行的，作者主要是维修用于空气压缩机控制系统中的变频器，并参与部分程序的调试。通过变频调速，可实时地根据空压机负载的大小调节电机的转速，从而改变电动机实际输出功率的大小，节约电能。 论文先介绍了国内外空压机控制系统的发展情况，接着详细介绍了毕业设计过程中所维修的变频器。在此基础上，介绍了空压机变频节能控制系统的结构以及控制软件编程。现场调试结果表明，该系统取得了较为满意的控制效果。 关键词：节能，PID控制，变频器，空压机 第一章 绪 论 1.1课题研究背景 不同气压的空气都是通过空压机将空气中的空气通过压缩而获得，压缩的空气因方便保存，控制简单，移动性和安全性又比较好，于是被广泛应用到国民经济的许多领域，比如，在石油领域，和动力领域等，都是必不可少的电气设备。 截至2018年12月底，能够生产空压机的公司和企业在几年前才只有四百多家，几年之后生产空压机的公司猛增到了七百多家，空压机市场发展势不可挡，这些公司中生产螺杆空压机的也增加了不少，几年之前也只有可数的一百多家，到了现在也发展到了两百多家，短短几年时间就增加了一百多家。在2018年专业出产螺杆式空压机的企业和5年之前生产空压机的企业相比，规模大了许多，比例已达以前的1.5倍。在我国生产空压机的品种是日益增多，算是比较丰富的，规模也在逐渐扩长，据有关资料统计，2012年国内在动力领域，使用压缩机销售总量达到四百亿元；而螺杆压缩机的销售总量就达到两百五十到三百亿元，在动力领域中，销售比例在压缩机销售总量中占了百分之七十多，前景相当可观。但是，在螺杆压缩机的销售总量之中，只有百分之三十到百分之四十是由数十名台湾外资企业为代表的占领。而2015年的统计结果为：目前在中国约有两百多家生产企业是生产螺杆式空压机但是在销售总额里所占的比例却不是很多，销售市场主要还是外资企业占据了霸王的位置，比如台湾的复盛，美国的IR，瑞典的AC，在空压机市场都是很有名的[1]。 从上面的数据中我们可以得出，最近这些年国内压缩机的发展速度相当惊人的，在短短的八九年时间里，空气压缩机的销售额达到了之前的3~4倍，螺杆压缩机的销售总量额达到了之前的5-6倍，有效地遏制了外资企业独霸空压机的局面。自从开山集团引进先进生产空压机技术之后，国内生产空压机的企业生产螺杆压缩机的生产水平明显加快了，在以前，有螺杆压缩机龙头企业的企业不超过十家，但是现在已经达到了十几家，翻了一番。但许多国内生产的压缩机和空气压缩机使用商对节能的概念的不怎么了解并没有放在心上，他们认为，压缩机，性能稳定，可投入生产是关键，节能是次要的，在中国，最大的用电大户就是空压机，将空气压缩成不通气压的空气所需要的能量比较大，因此，空压机在用电设备里，消耗电能非常严重，空压机每年的用电量与其他用电设备比，用电量都遥遥领先其他设备[2]。 随着经济全球化、一体化和透明化，市场份额慢慢开始流入一些优秀、有实力的企业，而这些企业只占少数；大多数普通的企业效益越来越差。此外，随着空压机市场份额日益增长，大家都看到了空压机领域这一份蛋糕，国民企业和外资企业也纷纷进入空压机市场，与国有企业共同抢夺、切割这块蛋糕，在这种激烈的争夺中，我国空压机市场基本形成了三足鼎立的竞争格局。中国空压机行业和以前相比，一日千里，成长速度无法想象，但是把中国空压机行业看成一部分，与国外空压机及行业来看的话，其之间的差距还是很大，非几日就可以超越的。在空压机行业的今天，人民工资的上涨，廉价的劳动力已经不复存在，还想靠廉价劳动力来发展是不现实的，在这科技迅猛发展的今天，只有依靠科技，走可持续发展道路，才能走得更远。 根据调查中国空压机数据，若空压机使用普通的加卸载控制方式，在空压机上的能源消费是非常巨大的。其运行方式效率低下，能量资源浪费很严重，并且供气质量比较差。其主要表现在以下几个方面： 1、电能消耗大，效率低下 空气压缩机运行的基本模式是加载，卸载模式[3]。空气压缩机的容量设计时，不是看实际平均需求来设定，如果这么设定，当空压机一直处于最大需求时，空压机会因长时间超负荷而损坏，因此在实际中，我们一般都是将空压机容量设定为最大需求容量。但是因此也出现了一个问题。实际过程中，压缩空气的需求量并不是一直处于最大需求量。当压缩空气不在最大需求量时，储气罐中的压缩空气会饱和，不能继续压缩空气，但是又不能重复开关空压机，于是，我们需要将空压机空载运行。在实