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伺服永磁变频螺杆式空压机

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伺服永磁变频螺杆式空压机
随着我国钕铁硼永磁技术的提高磁钢的性能已具备高磁通、耐高温、不易退磁的特点,因此我企业通过十几年的时间,自主研发了很高速吸土伺服永磁变频螺杆空压机,我们采用了与其相匹配的0.35mm,N42SH高性能矽钢片莱满足其很小体积,高导磁率的特点。

产品参数 / PARAMETER

伺服永磁变频螺杆式空压机
(7.5KW-75KW)

伺服永磁变频螺杆式空压机


  随着我国钕铁硼永磁技术的提高磁钢的性能已具备高磁通、耐高温、不易退磁的特点,因此我企业通过十几年的时间,自主研发了很高速吸土伺服永磁变频螺杆空压机,我们采用了与其相匹配的0.35mm,N42SH高性能矽钢片莱满足其很小体积,高导磁率的特点,把电机的体积与重量缩小了一倍以上,平均中心高要低于原异步电机的3-5个机座号,电机机身大胆采用全拉伸铝设计,美观且高强度颠覆国内铸铁机壳的观念,达到了小身材、大能量、高性能高速率的特点。该技术也只是掌握在少数欧、美、日、等国家,而功率范围从7.5kW-160kW整个系列这样全的永磁变频空压机填补了国内空白。伺服节能系统采用自主研发的专利伺服驱动器和高速稀土永磁伺服电机作为控制核心的控制系统,其中伺服永磁系列的伺服驱动器采用高性能DSP硬件平台,让伺服有更快的响应,更高的精度和更平稳的转速,在算法上应用先进的电压空间矢量算法及电流、转速双闭环PID控制算法,将主机和电机转速控制相结合,可根据永磁空压机控制系统传输的压力,流量信号,及压力传感器的反馈信号,智能调节电机的转速、扭矩输出,真正做到动力的供应平衡,有效解决高压节流的损失,实现了永磁电机和驱动的完美结合。达到高速率、高精度、高节能的目的,综合节电率达30%-80%之间,经济效益相当可观。

伺服电机的技术特点

1. 功率范围:7.5-75kW
2. 电压Voltage :220V/380V
3. 基准频率:60/75/90Hz 可选
4. 防护等级:IP54
5. 失速转矩:2.5倍以上
6. 调速范围:1:100
7. 调速精度:0.01%(带编号器)
8. 高速率:95%-97%
9. 很高内禀矫顽力稀土永磁材料
10. 绝缘等级:F级
11. 平衡精度高、过载能力强、调速范围宽、转动惯量低、响应快、噪音低、振动小
12. 温度保护支持PTC150、KTY84、标配欧标航空插头和旋转变压器,控制转矩转速平稳


 

磁钢


冲片采用高性能低损耗矽钢片,通过有限元方法进行机械强度的模拟分析,在保证提供足够的机械刚度和机械强度,使转子的惯量达到小;
转子磁钢采用高性能钕铁硼永磁材料形成正弦波气隙磁场;
出轴采用埋键加工的方法,同时满足光轴和键轴的要求。



 

绕组


冲片采用高性能低消耗矽钢片;
漆包线绝缘等级C级整体绝缘F级;
外壳使用高强度的铝型材外壳,外形和风道经过有限元温度场分析后优化确定,温度梯度大,散热效果好;



 

SKF-轴承

SKF轴承是世界轴承。科技与制造的领导者,持续致力于轴承工业的研究与发展,。与其它品牌轴承相比,具有良好的耐磨性、优异的抗疲劳性、强大的耐腐蚀性,舒适的静音性,使得永磁同步无感电机寿命更长、可靠性更高、噪音更低。


 

永磁电机


结构合理,功率密度高;
转子惯量非常小,响应速度非常快;
很高内禀矫顽力稀土永磁材料,抗去磁能力强;
在赌转和额定转速范围内可恒转矩输出;
特殊的不对称磁路设计,使得低速转矩脉动小;
平衡精度高、高速运行平稳、噪音低、振动小;
全密封或高防护等级外形结构设计;



精确

稳定

节能

在一定范围内,设定空压机功率和压力,根据用气量的需求经系统运算驱动伺服电机输出相应转速来达到相应用的流量,该伺服永磁空压机使用了高性能的永磁伺服电机及驱动器使用开环控制,通过反馈系统使系统的调节精确度更高,响应时间更短,提供了更快的系统响应时间及稳定性。使供气管中的气体压力保持恒定,提高生产效率和产品质量。

伺服系统在电压波动、负载波动、电磁干扰以及其他特殊运行条件下能维持稳定运行并保证一定的性能指标,工作可靠,对维护和保养要求低。

伺服电机扭矩大、高速率。根据实际负载情况时调整电流的大小,将发热降至低,且功率输出能力可达到100%,在紧凑的空间内发挥出大的能量转化率,高速节能。一般的变频机组相比工频机组节能约为22%,而本公司的伺服永磁空压机相比工频机组节能达35%40%

加载卸载

噪音低

启动电流小/对电网无冲击

通过开环控制,当压力有变时,以快的速度达到需要的转速来提供所需的压力值。没有了缓慢加载过程及加载时多余的功率损耗。一般的变频机在50%- 100% 额定转速时调整转速以达到恒压目的,当转速低于50% 时, 而压力很过设定值时,此时机器只能卸载,电机空转,由于使用异步电机,故转速必须大于等于40% 的转速,仍然在损耗一定的功,消耗不必要的电能。

对电网无冲击伺服电机启动,加载时的电流平缓上升,没有任何冲击,可使电机精确控制,避免电流波动造成的危害,有利于延长设备的使用寿命。

伺服永磁空压机根据用气需要提供能量,没有能量损耗,电机运转频率低,机械转动噪音因此变小,因为以精确电机转速的方式,没有反复加载卸载,不存在须繁加卸教时的噪音,持续加压,气压不稳定产生的噪音也可消失。


降低能源成本

当能源占压缩机生命周期成本(LCC)达70%以上时,能耗优化就变得必不可少。事实上,生产压缩空气的电耗几乎占工厂总电耗的40%以上。能耗优化基学能决定成败。采用的权伟的永磁变频技术,我们能为您的成本节约之路提供合作伙伴。权伟系列产品能真实反映压缩空气需求,使得大幅度能源节约成为现实。


传统压缩机采用以"满载、空载"控制方式,在两个设定的压力点之间运行。达到大压力时,压缩机转为空载。在空气需求中等或较低时,空载功率会过度消耗,这会造成能源大量浪费。 由于不会产生不必要的功耗,永磁变频所减少的能源成本可达35%或更多。压缩机的生命周期成本(LCC)平均可降低22%。总而言之,相比定速压缩机,权伟压缩机的额外成本在1年或2年内即可收回。
标准压缩机的生命周期成本 权伟压缩机的生命周期成本


节能

传统的压缩机(标准机)通常采用ON/OFF或比例调节系统,通过调节压缩机进气口的开口量来对气量进行调节。该调节方式也可以较好地满足实际用气量的要求,但在整个调节过程中,压缩机的转速保持在额定转速,机器消耗的摩擦功、冷却液搅拌功等不会减少,因此虽然用气量下降, 但实际功耗降低非常有限。而变频调节能使变频压缩机实际功耗接近于同比例下降,能量有效地被利用于空气的压缩上。


压力平稳

自动跟踪系统气量的变化,采用PID(比例、微分、积分)方式精确调节压缩机的转速,使系统压力维持稳定。

启动无冲压

变频启动方式大大降低了压缩机的启动对电网及机械部分的冲击延长了机器的寿命。

QW:效率大化、节能

在竞争激烈的市场环境中 是否降低成本是你需要考虑的一个重要的问题。采用PM变频技术您能节约能源 ,从而大幅度减少电费支出。根据精确的空气需求自动调压缩机生产能力,您只需要低限度的的能量,由此节约的能源对您有益,也对环境有益。

权伟产品通过下列方式降低能源成本

消除从满载功率到空载功率的无效过渡期

避免过量的空载功率消耗

维持净压力段

降低总体平均运行压力

系统压力较低,造成的系统泄露也能降至低

采用软启动电机逐渐加速,提高灵活性,从而避免电涌

权伟自助研制的伺服永磁螺杆空压机是高速的节能产品,对空压机的能效有了新的突破,比常规空压机的效率提高35%以上。


解决方案分析

权伟伺服电机与国内外同类相比具有很高的力矩/体积和功率比,低速时具有好的稳定性,从而克服机械传动装置的诸多限制,使众多的应用场合采用直接驱动技术。满足机械设备对精度、速度和效率的要求,满足了用户对节能和环保的苛刻要求。权伟系列产品,设计耳朵力矩从1NM-10000NM,额定功率从 50W到60W ,将势必成为中国功率规格系列权的高性能伺服系统产品,并可以直接地和全面地取代进口伺服系统产品。

采用成熟的永磁伺服电机结构、制造技术、磁铁为钕永磁铁被称为"永磁王",是目前磁性高的永磁材料,且磁钢经过特殊处理后可在较高在的温度下长期工作而不会出现遇磁的现象,无轴承的电机结构省却了轴承定期保养与更换的麻烦。

权伟伺服电机在螺杆式空压机行业经过几年的酝酿,已经成功批量供货给东南亚及欧美市场,以下是普通螺杆式空压机系统图:

而善通异步工频机型组输入功率测得为pi=43.64kw,其整机的输入比功率为: qi=pi/Qo=43.64/5.84=7.47

根据新的(GB15193-2009容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》中螺杆式空气压缩机的标准,1级能效为输入比功率qi<7.2, 2级能效为输入比功率7.2 qi<8.

因此永磁同步机型为1级能效,而普通异步工频机型只能达到2级能效。

节能效果

同样按前面额定功率37kw的两种机型,在负裁率只有60%时,普通进气节流控制的工频机型的输入功率为38.2kw。而永磁同步伺服机型的轴功率为23.6kw节电率达到37.5%如果按每年4000小时计算,普通异步工频机型每年的电费开销为10.72万元,而如果改用永磁同步伺服机型的话,每年的电费则为6.58万元,每年节省的电费为4.14万元。

伺服永磁变频技术与非变频的节能差异


假设条件:Assumptions:

平均负载70%(即重车时间70%),每年运传8000小时,每度(KW/h)电费0.7元人民币计算,工频机组按照一般设定,伺服水磁变烦机组达到低转速时,设定0分钟转为待机状态。

节能计算:节省空车运转的至少能耗+节省加载过程所需的能耗+恒压能耗。

与工频组相比较,伺服永磁变频机组每年节约金额如下表:


功率(KW) 15 22 30 37 55 75 90 110 132
省电(元/年) 15800 22669 30912 38125 56672 77282 92736 113344 138000


伺服永磁变频机组与非变频机组比较,若排气量(%)稳定在50%时,节能比例约为23%,若需求量起伏更大或用气量(%)更低时,节能效益就会大于23%。

权伟伺服永磁变频螺杆空压机技术规格表


机型

QWL-10CVY

QWL-15CVY

QWL-20CVY

QWL-25CVY

QWL-30CVY

QWL-40CVY

QWL-50CVY

QWL-60CVY

排气量/排气压力
(m3.miril/MPa)

1.2/0.7

1.65/0.7

2.5/0.7

3.2/0.7

3.8/0.7

5.3/0.7

6.8/0.7

7.4/0.7

1.1/0.8

1.5/0.8

2.3/0.8

3.0/0.8

3.6/0.8

5.0/0.8

6.2/0.8

7.0/0.8

0.95/1.0

1.3/1.0

2.1/1.0

2.7/1.0

3.2/1.0

4.5/1.0

5.6/1.0

6.2/1.0

0.8/1.2

1.1/1.2

1.9/1.2

2.4/1.2

2.7/1.2

4.0/1.2

5.0/1.2

5.6/1.2

润滑油量L

10

18

30

噪音dB(A)

66±2

68±2

72±2

功率KW

7.5

11

15

18.5

22

30

37

45

外形尺寸

长L(mm)

900

1150

1350

1550

宽W(mm)

660

810

850

1010

高H(mm)

1010

1160

1040

1330

重量(kg)

190

400

570

630

750

出口管径

G3/4#

G1#

G1#

G1-1/2#

驱动方式

皮带 直联

电源

380V/50Hz

启动方式

永磁变频启动


备注:

容积流量(FAD)是机组在负数条件下按IS001217【GB/T 3853】的要求到试。

针对行业使用工况不同,可能调整相参数,以提供的外观图为难,噪音值为标准测试条件下测试,具体使用时因安装条件会有所不同。

其它排气压力(可达12.5 bar)机组,欢应治谈,本公司对产品不断改进,保留设计权,参数更改,恕不另行通知。



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