EN
Когда суточный спрос предприятия на сжатый воздух изменяется, система привода должна выполнять больше функций, чем просто запуск или остановка. Воздушный компрессор с двигателем ПМСМ в паре с частотным преобразователем может постоянно согласовывать скорость двигателя с требуемой производительностью воздушного блока. В результате достигается подход к управлению, направленный на поддержание более стабильного давления, сокращение резких переходов и более точное соответствие электрического потребления реальному спросу.
С точки зрения инженерного проектирования применения, ключевой вопрос заключается не в том, является ли воздушный компрессор с двигателем ПМСМ принципиально предпочтительным во всех случаях установки. Вопрос в том, соответствуют ли двигатель, преобразователь, воздушный блок, датчики и параметры управления циклу нагрузки конкретного объекта. В этой статье объясняется, как обеспечивается такое взаимодействие, а также какие параметры необходимо проверить перед вводом в эксплуатацию.
Почему регулирование скорости имеет значение при работе с системами сжатого воздуха
Многие пневматические системы потребляют разный объём воздуха каждую минуту. Использование инструментов, смены, изменения технологических процессов, утечки и наличие ресиверов на стороне потребителя — всё это приводит к изменению нагрузки. Компрессор с фиксированной скоростью вращения обычно реагирует на такие изменения путём загрузки/разгрузки, регулирования подачи воздуха на входе или циклов «старт–стоп». Такой подход может быть оправданным в определённых условиях, однако он не обеспечивает непрерывного соответствия частоты вращения двигателя текущему спросу.
Светодиодный модуль Воздушные компрессоры с ПМДП привод изменяет способ управления. Преобразователь получает сигнал запроса, обычно основанный на измеренном давлении в системе, и задаёт частоту вращения двигателя, при которой подача компрессора приближается к текущим потребностям. Ключевое изменение заключается в переходе от попыток достичь номинальной производительности, указанной на табличке, к точному соответствию реальному графику нагрузки.
Соответствующие функции ПМДС и частотного преобразователя
Двигатель обеспечивает управляемый крутящий момент
Двигатель с постоянными магнитами (PMSM) использует постоянные магниты на роторе вместо тока ротора для возбуждения. В применении PMSM в воздушном компрессоре двигатель должен обеспечивать достаточный крутящий момент в заданном диапазоне скоростей, оставаясь в пределах своих тепловых, напряжённостных и токовых ограничений. Его характеристики позволяют эффективно работать при частичной нагрузке, однако конечный результат по-прежнему зависит от воздушного блока, системы охлаждения, профиля нагрузки и конфигурации привода.
Информация о положении ротора лежит в основе управления PMSM. В зависимости от конструкции контроллер получает эту информацию либо от датчика, либо оценивает её расчётным путём. Эта информация позволяет преобразователю правильно ориентировать ток статора относительно магнитного поля ротора, обеспечивая регулирование крутящего момента вместо работы на фиксированной частоте сети.
Преобразователь преобразует требуемый сигнал в электрические команды
Преобразователь частоты выпрямляет входное питание до постоянного тока и формирует выходное напряжение переменной частоты и переменной амплитуды для двигателя. При векторном управлении он разделяет составляющие тока, связанные с магнитным потоком и моментом. Для ПМДС воздушного компрессора такое управление позволяет приводу плавно разгоняться, поддерживать заданную скорость и реагировать на изменяющийся сигнал давления, не привязывая каждое изменение скорости напрямую к частоте сети.
Точнее сказать, что преобразователь управляет электромагнитным моментом и скоростью двигателя, тогда как система управления компрессором определяет, какая скорость требуется. Преобразователь не является самостоятельным решением проблем, вызванных некачественной разводкой трубопроводов, чрезмерными утечками, недостаточной ёмкостью ресивера или неправильным выбором воздушного блока.
Как контур регулирования давления обеспечивает устойчивую настройку
Типичный Воздушные компрессоры с ПМДП система использует датчик давления в соответствующей части сети. Контроллер сравнивает измеренное давление с заданным значением или допустимой полосой давления. При росте потребности и снижении давления контроллер увеличивает запрос на скорость. При снижении потребности и росте давления он уменьшает этот запрос. Преобразователь частоты затем следует этому запросу в пределах заданных ограничений скорости, тока и времени разгона/торможения.
- Измерение: контроллер считывает значение давления в системе и может также отслеживать температуру, ток и защитные входы.
- Принятие решения: алгоритм ПИД-регулирования или аналогичный метод вычисляет необходимую коррекцию скорости.
- Команда: ссылочное значение скорости передаётся преобразователю.
- Регулирование: преобразователь управляет моментом и скоростью PMSM воздушного компрессора.
- Проверка: оценивается реакция давления, после чего цикл повторяется.
Пропорциональная составляющая реагирует на текущую ошибку, интегральная составляющая устраняет постоянный сдвиг, а дифференциальная составляющая может смягчать реакцию на быстрые изменения при корректном применении. Слишком агрессивные настройки могут вызвать «охоту»: скорость многократно превышает и не достигает заданного значения, а давление колеблется. Слишком медленные настройки могут допустить избыточно широкий диапазон колебаний давления. Таким образом, стабильная регулировка частоты вращения достигается за счёт согласованной настройки, а не просто установки преобразователя частоты.
Там, где поведение компрессора ограничивает диапазон управления
Каждый комплект PMSM для воздушного компрессора имеет применимую рабочую область. Минимальная частота вращения должна обеспечивать смазку, охлаждение и устойчивую работу воздушного блока. Максимальная частота вращения должна оставаться в пределах механических, тепловых, электрических и заданных производителем ограничений. Кроме того, контроллеру требуются разумные временные характеристики ускорения и замедления, чтобы он не запрашивал момент, превышающий настроенные пределы системы «двигатель–преобразователь», и не вызывал резких изменений давления.
На практике период низкого спроса не означает, что компрессор должен работать неограниченно на самой низкой возможной скорости. Если спрос падает ниже диапазона устойчивой производительности, установка может потребовать разгрузки или остановки в соответствии со своей логикой. Напротив, стабильный спрос, превышающий доступную производительность при регулируемой скорости, требует подключения ещё одного компрессора, использования резервуаров, снижения спроса или пересмотра стратегии управления — а не попытки перегрузить двигатель.
Преимущество индивидуальной настройки ENNENG
Ни два промышленных объекта не имеют одинаковых пространственных или механических ограничений. Компания ENNENG выделяется тем, что мы поставляем не только стандартные каталоговые изделия; мы специализируемся на поставка двигатель с постоянными магнитами под заказ адаптирован для вашего конкретного применения.
Поддерживаемые нашей элитной исследовательской и опытно-конструкторской группой, в состав которой входят инженеры Национального инженерного центра по постоянным магнитам на основе редкоземельных элементов, и подкреплённые десятками патентов, мы разрабатываем индивидуальные решения высокого напряжения (6 кВ/10 кВ) и низкого напряжения (380 В/660 В/1140 В), полностью соответствующие вашей существующей инфраструктуре. От объектов водоподготовки и нефтяных скважин до взрывозащищённых горнодобывающих условий — мы обеспечиваем оптимальную производительность там, где стандартные двигатели не справляются.
Если вы оцениваете коммерческие постоянные магниты для продажи и вам нужна инженерная приводная система, гарантирующая эффективность и долговечность, ENNENG — ваш надёжный партнёр. Свяжитесь с ENNENG сегодня .Поговорите с нашей технической инженерной командой, чтобы получить персонализированное предложение по приводу.
- WhatsApp:+86 18562780228
- Электронная почта: [email protected]
- Телефон: +86 532 66000559
