I. หลักการทำงานหลักของเครื่องอัดอากาศความถี่ตัวแปร


นวัตกรรมหลักของเครื่องอัดอากาศแบบความถี่แปรผันอยู่ที่การนำสถาปัตยกรรมแบบผสมผสานของระบบควบคุมความเร็วความถี่ตัวแปร + มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรซึ่งเปลี่ยนโหมดการทำงานของ "การทำงานด้วยความเร็วคงที่ การควบคุมการบรรทุกและการขนถ่าย" ของเครื่องอัดอากาศแบบความถี่กำลังแบบเดิมโดยสิ้นเชิง และตระหนักถึงการจับคู่ที่แม่นยำของ "การผลิตอากาศมากที่สุดเท่าที่ใช้งาน"

1. องค์ประกอบหลักและลอจิกการแปลงพลังงาน


เครื่องอัดอากาศความถี่ตัวแปรส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 5 ประการ:เครื่องยนต์หลักอัดอากาศ มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ตัวแปลงความถี่ ระบบควบคุมอัจฉริยะ และเซ็นเซอร์ความดัน. กระบวนการทำงานมีดังนี้:

  • เซ็นเซอร์ความดันจะตรวจสอบความดันเครือข่ายท่อที่ปริมาณการใช้ก๊าซสิ้นสุดแบบเรียลไทม์และส่งสัญญาณไปยังระบบควบคุมอัจฉริยะ
  • ระบบควบคุมจะส่งคำสั่งควบคุมความเร็วไปยังตัวแปลงความถี่ตามความแตกต่างระหว่างค่าความดันที่ตั้งไว้และความดันจริง
  • ตัวแปลงความถี่จะปรับความเร็วมอเตอร์อย่างแม่นยำโดยการเปลี่ยนความถี่ (ปรับได้ 0-50Hz) และแรงดันไฟฟ้าของกำลังไฟฟ้าเข้าที่มอเตอร์
  • มอเตอร์ขับเคลื่อนเครื่องยนต์หลักในการอัดให้ทำงานด้วยความเร็วที่สอดคล้องกัน โดยส่งออกอากาศอัดที่ตรงกับปริมาณการใช้ก๊าซ ทำให้แรงดันเครือข่ายท่อคงที่ภายในช่วง ±0.01MPa ของค่าที่ตั้งไว้เสมอ

2. เทคโนโลยีหลัก: การควบคุมความถี่เวคเตอร์แบบแปรผันและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร


โดยทั่วไปแล้วเครื่องอัดอากาศความถี่ตัวแปรประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่จะใช้เทคโนโลยีการควบคุมความถี่ตัวแปรเวกเตอร์. เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุม V/F ในยุคแรกๆ ก็สามารถควบคุมแรงบิดและความเร็วของมอเตอร์ได้อย่างอิสระ รักษาแรงบิดเอาท์พุตที่สูงแม้ทำงานที่ความเร็วต่ำ และหลีกเลี่ยงปัญหาไฟกระชากที่ความเร็วต่ำและประสิทธิภาพลดลง

ขณะเดียวกันการประยุกต์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่หายากเป็นกุญแจสำคัญในการประหยัดพลังงานของเทคโนโลยีความถี่ตัวแปร เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบดั้งเดิม มอเตอร์แม่เหล็กถาวรไม่ต้องการกระแสกระตุ้น และโรเตอร์ไม่มีการสูญเสียทองแดง ประสิทธิภาพของมอเตอร์อาจสูงถึง 95% หรือมากกว่า และสามารถรักษาการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงในช่วงโหลด 25%-100% ซึ่งตรงกับลักษณะการทำงานของโหลดแบบแปรผันของเครื่องอัดอากาศได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ครั้งที่สอง การเปรียบเทียบรอบด้านระหว่างเครื่องอัดอากาศแบบความถี่แปรผันและความถี่กำลัง


เครื่องอัดอากาศความถี่กำลังแบบดั้งเดิมใช้โหมดคงที่ของ "การสตาร์ทแบบสตาร์-เดลต้า การทำงานด้วยความเร็วสูงสุด การควบคุมการขนถ่าย" ตรรกะในการทำงานคือ "ไม่ว่าจะใช้อากาศมากแค่ไหน ก็จะผลิตอากาศออกมาด้วยกำลังสูงสุด" และก๊าซส่วนเกินจะถูกระบายออกทางวาล์วขนถ่าย ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานจำนวนมาก ความแตกต่างหลักระหว่างทั้งสองสามารถนำเสนอได้อย่างชัดเจนผ่านตารางต่อไปนี้:



มิติการเปรียบเทียบ เครื่องอัดอากาศความถี่ไฟฟ้า เครื่องอัดอากาศความถี่ตัวแปร (ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร)
หลักการทำงาน มอเตอร์ทำงานที่ความเร็วคงที่ 50Hz ปรับปริมาตรการจ่ายอากาศผ่านการโหลดและการขนถ่ายวาล์วไอดี และรอบเดินเบาเมื่อขนถ่าย ความเร็วของมอเตอร์จะถูกปรับตามเวลาจริงตามปริมาณการใช้ก๊าซ ไม่มีกระบวนการขนถ่าย ทำให้มีการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอนอย่างต่อเนื่อง
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การใช้พลังงานขณะไม่มีโหลดคิดเป็น 30%-50% ของการใช้พลังงานทั้งหมด และประสิทธิภาพจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออัตราการโหลดต่ำกว่า 60% การใช้พลังงานขณะไม่มีโหลดสามารถลดลงเหลือน้อยกว่า 5% โดยคงประสิทธิภาพสูงในช่วงโหลด 25%-100% พร้อมการประหยัดพลังงานที่ครอบคลุม 30%-50%
เสถียรภาพในการจ่ายอากาศ ความผันผวนของแรงดันขนาดใหญ่ (±0.1-0.2MPa) มีแนวโน้มที่จะมีแรงดันอากาศไม่เพียงพอหรือมากเกินไป ความผันผวนของแรงดันน้อยมาก (±0.01MPa) การจ่ายอากาศที่เสถียร ช่วยให้มั่นใจในการทำงานที่แม่นยำของอุปกรณ์การผลิต
ลักษณะการเริ่มต้น กระแสสตาร์ทเป็น 5-7 เท่าของกระแสพิกัด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงข่ายไฟฟ้า และต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าความจุสูง สตาร์ทแบบนุ่มนวล กระแสสตาร์ทไม่เกิน 1.2 เท่าของกระแสพิกัด ไม่มีผลกระทบต่อโครงข่ายไฟฟ้า และสามารถสตาร์ทและหยุดได้บ่อยครั้ง
อายุการใช้งานของอุปกรณ์ การขนถ่ายบ่อยครั้งทำให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อชิ้นส่วนเครื่องจักรกล การสึกหรอของแบริ่งและเกียร์อย่างรวดเร็ว และอายุการใช้งานของเครื่องยนต์หลักคือประมาณ 40,000-60,000 ชั่วโมง การทำงานที่ราบรื่น ไม่มีผลกระทบทางกล ลดการสึกหรอของส่วนประกอบต่างๆ อย่างมาก และอายุการใช้งานของเครื่องยนต์หลักสามารถเข้าถึง 80,000-100,000 ชั่วโมง
ระดับเสียงรบกวน เสียงดังระหว่างการทำงานด้วยความเร็วเต็ม เสียงการไหลของอากาศที่โดดเด่นระหว่างการขนถ่าย ประมาณ 85-95dB(A) เสียงรบกวนลดลงอย่างมากระหว่างการทำงานที่ความเร็วต่ำ เสียงรบกวนโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 65-75dB(A) ปรับปรุงสภาพแวดล้อมการทำงานของเวิร์คช็อป
ค่าบำรุงรักษา การขนถ่ายบ่อยครั้งทำให้รอบการเปลี่ยนไส้กรองน้ำมัน ตัวแยกน้ำมัน และน้ำมันหล่อลื่นมีรอบการเปลี่ยนสั้น ส่งผลให้ค่าบำรุงรักษารายปีสูง การทำงานที่เสถียร การสูญเสียส่วนประกอบเล็กน้อย รอบการบำรุงรักษาขยายมากกว่า 30% ค่าบำรุงรักษารายปีลดลง 20%-40%
ก่อนหน้า ถัดไป