Hogyan együttműködik az légkompresszoros PMSM frekvenciaváltókkal a stabil változó sebességű szabályozás megvalósításához

Amikor egy üzem összenyomott levegő-igénye napi szinten változik, a meghajtó rendszernek többet kell tennie, mint egyszerűen bekapcsolni vagy leállítani. Egy frekvenciaváltóval párosított légkompresszor PMSM folyamatosan igazíthatja a motor fordulatszámát a légvég igényelt kimenetéhez. Az eredmény egy olyan szabályozási megközelítés, amely stabilabb nyomást, kevesebb hirtelen átmenetet és pontosabb egyezést biztosít az elektromos bemenet és a tényleges igény között.

Alkalmazásmérnöki szempontból a hasznos kérdés nem az, hogy egy légkompresszor PMSM minden telepítésben önmagában jobb-e. Hanem az, hogy a motor, a frekvenciaváltó, a légvég, az érzékelők és a szabályozási beállítások megfelelnek-e az adott helyszín üzemi ciklusának. Ez a cikk azt magyarázza el, hogyan működik ez az együttműködés, és mit érdemes ellenőrizni a üzembe helyezés előtt.

Miért fontos a változó fordulatszám az összenyomott levegő üzemeltetésében

Sok légrendszer nem fogyasztja ugyanazt a levegőmennyiséget percenként. Az eszközök használata, a műszakváltások, a folyamatváltozások, a szivárgások és a nyomás alatti tárolók mind megváltoztatják a terhelést. Egy állandó fordulatszámú kompresszor általában a terhelésváltozásokat terhelés- és leterhelési ciklusokkal, bemeneti szabályozással vagy leállítás-indítás ciklusokkal kezeli. Ez gyakorlatias lehet a megfelelő alkalmazásban, de nem teszi lehetővé, hogy a motor fordulatszáma folyamatosan kövesse a keresletet.

Egy  Légkompresszor PMSM a meghajtó módosítja a szabályozási lehetőséget. A frekvenciaváltó egy igényjelzést kap, amely általában a rendszer nyomásának méréséből származik, és olyan motorfordulatszámot ad elő, amely a kompresszor szállított térfogatáramát az aktuális igény felé irányítja. A lényeges változás az az átmenet, amikor a névleges kimeneti teljesítmény „üldözéséről” a tényleges üzemi ciklusra való pontos illeszkedésre térünk át.

A PMSM és a frekvenciaváltó egyes feladatai

A motor szabályozott nyomatékot biztosít

Egy állandómágneses motor (PMSM) a gerjesztéshez állandómágneseket használ a forgórészén, nem pedig forgórész-áramot. Légkompresszoros PMSM-alkalmazás esetén a motornak elegendő nyomatékot kell létrehoznia a tervezett sebességtartományon belül, miközben betartja hőmérsékleti, feszültség- és áramkorlátait. Jellemzői támogathatják az energiahatékony részterheléses üzemet, de a tényleges eredmény továbbra is függ a légvégződéstől, a hűtés elrendezésétől, a terhelési profilunktól és a meghajtó konfigurációtól.

A forgórész helyzetének ismerete központi szerepet játszik a PMSM-vezérlésben. A kialakítástól függően a vezérlő egy érzékelőből szerez információt a helyzetről, vagy becsli azt. Ez az információ lehetővé teszi a meghajtónak, hogy a tekercsáramot megfelelően helyezze el a forgórész mágneses mezőjéhez képest, így a nyomaték szabályozható lesz, nem pedig egyszerűen a hálózati frekvencián alapuló működési pont marad.

Az átalakító a kérést elektromos parancsokká alakítja

A frekvenciaváltó a bemenő feszültséget egyenáramú közzé egyenirányítja, és változó frekvenciájú, változó feszültségű kimenetet állít elő a motor számára. A vektorvezérlés segítségével elkülöníti a mágneses fluxushoz és a nyomatékhoz kapcsolódó áramösszetevőket. Egy levegőkompresszoros PMSM-motor esetében ez a vezérlés lehetővé teszi a meghajtás sima gyorsulását, a kért fordulatszám fenntartását, valamint a nyomásváltozásra adott reakciót anélkül, hogy minden fordulatszám-változást közvetlenül a hálózati frekvenciához kötnénk.

Pontosabb azt mondani, hogy a váltó a motor elektromágneses nyomatékát és fordulatszámát kezeli, miközben a kompresszorvezérlő rendszer dönti el, milyen fordulatszám szükséges. A váltó nem önálló megoldás rossz csővezetékek, túlzott szivárgás, túl kicsi nyomástartó tartály vagy helytelenül kiválasztott kompresszorfej esetén.

Hogyan biztosítja a nyomásszabályozási hurkot a stabil beállítást

Egy tipikus Légkompresszor PMSM a rendszer nyomásmérő érzékelőt használ a hálózat megfelelő szakaszában. A vezérlő összehasonlítja a mért nyomást egy beállított értékkel vagy engedélyezett nyomástartománnyal. Amikor a kereslet nő, és a nyomás csökkenni kezd, a vezérlő növeli a fordulatszám-kérést. Amikor a kereslet csökken, és a nyomás emelkedik, csökkenti a kérést. Az átalakító ezután ezt a kérést követi a konfigurált fordulatszám-, áram- és gyorsulási korlátokon belül.

• Mérés: A vezérlő mintavételt végez a rendszer nyomásáról, valamint figyelheti a hőmérsékletet, az áramot és a védőbemeneteket.
• Döntés: Egy PID vagy ehhez hasonló vezérlési eljárás kiszámítja, mennyi fordulatszám-korrekció szükséges.
• Parancs: A fordulatszám-hivatkozás elküldésre kerül az átalakítónak.
• Szabályozás: Az átalakító szabályozza a légkompresszor PMSM nyomatékát és fordulatszámát.
• Ellenőrzés: A nyomás-válasz megfigyelésre kerül, és a hurkot ismételni kell.

A arányos tag a jelenlegi hibára reagál, az integráló tag a tartós eltérést küszöböli ki, míg a differenciáló tag – megfelelő alkalmazás esetén – enyhítheti a gyors változásokra adott választ. Túl agresszív beállítások instabilitást okozhatnak: a fordulatszám ismételten túllendül és alulmarad, miközben a nyomás ingadozik. Túl lassú beállítások pedig szükségtelenül széles nyomásszabályozási tartományt eredményezhetnek. A stabil, változó fordulatszámú szabályozás tehát koordinált hangolásból származik, nem csupán egy inverter felszereléséből.

A kompresszor viselkedése korlátozza a szabályozási tartományt

Minden levegőkompresszoros PMSM-csomag rendelkezik egy használható üzemi tartománnyal. A minimális fordulatszámnak biztosítania kell a kenést, hűtést és a stabil légvégű működést. A maximális fordulatszámot a mechanikai, hőmérsékleti, villamos és gyártó által meghatározott korlátokon belül kell tartani. A vezérlőnek ésszerű gyorsítási és lassítási lejtőket is biztosítania kell, hogy ne igényeljen a motor-hajtásrendszer konfigurált határain túli nyomatékot, illetve ne okozzon zavaró nyomásváltozásokat.

Gyakorlatban az alacsony igény időszaka nem feltétlenül azt jelenti, hogy a kompresszornak folyamatosan a lehető legalacsonyabb fordulatszámon kellene működnie. Ha az igény leesik a stabil kapacitási tartomány alá, akkor a berendezés logikájának megfelelően le kell tölteni vagy le kell állítani. Fordított esetben, ha az igény hosszabb ideig meghaladja a rendelkezésre álló változó fordulatszámú kapacitást, akkor egy további kompresszor, tároló, az igény csökkentése vagy egy újraépített vezérlési stratégia szükséges – nem pedig a motor túlterhelésének kísérlete.

Az ENNENG testreszabási előnye

Nincs két ipari létesítmény azonos térbeli vagy mechanikai korlátozásokkal. eNNENG kiemelkedik, mert nem csupán katalógus szerinti, készleten lévő termékeket szállítunk; specializálódásunk a szállítása egy egyedi állandómágneses motor az Ön konkrét alkalmazásához igazítva.

Kiváló R&D-csapatunk támogatásával – melyet a Nemzeti Ritkaföldfém-Állandómágneses Mérnöki Központ mérnökei alkotnak – és több tucat szabadalom háttérrel testreszabott magasfeszültségű (6 kV/10 kV) és alacsonyfeszültségű (380 V/660 V/1140 V) megoldásokat kínálunk, amelyek illeszkednek meglévő infrastruktúrájához. Vízkezelő létesítményektől és olajfúrógomboktól kezdve robbanásbiztos bányászati környezetekig optimális teljesítményt nyújtunk ott, ahol az általános célú motorok nem képesek megfelelni.

Ha kereskedelmi állandómágneses motorokat értékel és szüksége van egy mérnöki szinten kidolgozott meghajtó megoldásra, amely hatékonyságot és hosszú élettartamot garantál, az ENNENG megbízható partnere. Lépjen kapcsolatba az ENNENG-gel még ma .Beszéljen műszaki mérnöki csapatunkkal egy egyedi meghajtó ajánlat elkészítéséért.

• WhatsApp:+86 18562780228
• E-mail: [email protected]
• Telefon:  +86 532 66000559