变频调速是20 世纪80 年代初发展起来的新技术,具有易操作、免维护、控制精度高等优点。普通电动机采用变频调速后,在其拖动负载无须任何改动的情况下,即可以按照生产工艺要求调整转速输出。因此,空气压缩机完全可以用变频器驱动的方案取代加、卸载供气控制方式方案,从而实现电动机根据用气量的大小自动调整转速保证供气压力恒定,使电动机在低于额定转速下连续运转,可有效地克服电动机频繁改变运行状态所带来的诸多弊端,达到系统高效节能运行的目的。
现在世界范围内有几十家公司能生产变频器，其中以欧、美、日的各大公司为主。而我们国家在着方面起步比较晚，但已有长足发展, 并涌现出许多优秀的企业，比如森兰、安邦信以及康沃众多品牌企业等。由于国产产品具有价廉物美的特点，在国内也得到了广泛的应有。其中2003年，中国变频器市场增长呈“井喷”之势，其增长率高达40%。进入2004年，变频器市场增长明显放缓，仅为19%，市场规模约为66亿元人民币。这种增长乏力的趋势在2005年的市场将更为明显，预计在10%以下，甚至有相当多的主流厂商仅能保持与2004年持平的业绩。中国的变频器市场进入了一个“增长”的低谷，或者说04年之后，国内变频器市场增长逐渐趋于理性。 从20年前中国有能力生产变频器以来，国内变频器厂商逐渐成长起来，目前国产变频器在国内变频器市场中已经占据一席之地。在2004年的国内市场中，国内品牌供应商的市场份额总和达到14.9%，比2003年又有所上升，其中内地品牌市场份额为9.5%，基本与2003年持平。
由于空气压缩机是恒转矩负载,故变频器应选用通用型的。又因为空气压缩机不允许超过额定转速值,电动机不会过载,一般变频器出厂标注的额定容量都具有一定的安全系数,所以,选择变频器容量与所驱动的电动机容量相同即可。本次设计将采用的变频器为国产艾默生V800系列中的EV800-4T0011G通用变频器。其控制参数如表4.5所示.
表4.5 EV800-4T0011G通用变频器的控制参数
它具有简单易懂和便于操作与安装的特点，并且价格便宜可以在保证产品质量的前提下有效的降低氧气机的成本,便于其能得到推广和广泛的应用,其接线图如图3.3所示。
4．10 氧气传感器的选取
由于珈伐尼电池传感器有良好的线性特性，便于设计，且不需要外部电源、成本低廉，所以本次设计采用珈伐尼电池氧传感器。
GS氧气传感器是珈伐尼电池传感器的一种，它由铅阳极镀金阴极及特定的酸液组成氧分子通过不渗水的树脂薄膜进入电化学电池，在金电极发生还原反应，在两电极之间的电流同被测混合气中的氧气浓度成正比，输出电压信号由所接的电阻两端电压通过温度补偿后获得，输出电压的变化就表示氧气浓度。下面是两种GS氧气传感器的性能比较:
表4.6 KE-25和KE-50的性能比较
由图可知KE-25相对于KE-50在相应速度上有很大的优势，所以本次试验采用KE-25作为氧气传感器，在氧气传感器 安装是应注意以下几点：
·禁止传感元件结露;
·同传感器连接的设备不能有任何驱动力,
·不要过度的震动;
·即不能对传感器供电;
·所接设备输入阻抗应1000k;
·在任何情况下均不能拆开传感器或进行维修.
4．11 电磁阀的选择
电磁阀在工业生产中应用十分广泛,在石油化学工业中尤为普遍。它既可用于水、空气和中性气体以及其他与电磁阀材质相适宜的气体、液体的开关控制(二通) ,又可作为安全联锁保护系统中不可缺少的一部分(三通、四通、五通) 。电磁阀由电磁部件、阀体组成。电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成;阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断,以达到开关或改变流体方向的目的。在安全联锁保护系统中应用的电磁阀主要有二位三通、二位四通和二位五通,二位的含义为:对于电磁阀来说是带电或失电,对于所控制的阀来说就是打开或关闭。
二位二通电磁阀由阀体、阀罩、电磁组件、弹簧及密封结构等部件组成,动铁芯底部的密封块借助弹簧的压力将阀体进气口关闭。得电时,线圈励磁,电磁铁吸合,动铁芯上部带弹簧的密封块把气口关闭/打开,起到控制作用;失电时,电磁力消失,动铁芯在弹簧力作用下离开固定铁芯向下移动,将气口打开/关闭。
二位三通电磁阀也是由阀体、阀罩、电磁组件、弹簧及密封结构等部件组成,动铁芯底部的密封块借助弹簧的压力将阀体进气口关闭。得电时,线圈励磁,电磁铁吸合,动铁芯上部带弹簧的密封块把排气口关闭,气流从进气口进入阀门,起到控制作用;失电时,电磁力消失,动铁芯在弹簧力作用下离开固定铁芯向下移动,将排气口打开,堵住进气口,阀门因失气而改变开关状态。
二位四通和五通电磁阀的原理相同,只是四通有1 个排气口,五通有2 个排气口。它们的工作原理:当有电流通过线圈时,产生励磁作用,固定铁芯吸合动铁芯,动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧,改变了滑阀芯的位置,从而改变了流体的方向;当线圈失电时,依靠弹簧的弹力推动滑阀芯,顶回动铁芯,使流体按原来的方向流动。
在实际的设计应用中,电磁阀有两种供电形式:220 V AC 或24 V DC。如果选用220 V AC供电形式,因为供电电压高,传输电缆造成的电压降不会影响到电磁阀能否正常工作,不必考虑电缆电阻损失的电压,所以可以远距离传输。如果电磁阀的供电电压为24 V DC ,就必须根据电磁阀的最低工作电压来进行电缆的最大允许长度计算。
本次设计所用的电磁阀采用220V AC供电的长沙盛恩DCF22B-10X二位二通型先导式
长闭电磁阀，其便于简化电路且便于家庭应用。其主要技术参数如表4.10所示.
表4.10 DCF22B-10X技术参数
4．12 继电
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