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        永磁變頻空壓機的優點和缺點

        編輯:上海耀全機電設備有限公司  時間:2018-08-09


        永磁變頻空壓機最大的優點是同樣的控制方法肯定比傳統的異步電機高。市場上80%的空壓機處于變量負載狀態,而永磁變頻空壓機根據用氣量的多少用變頻調速來自動滿足用戶的需求,減少無用功的損耗。但是不是什么工況用永磁變頻空壓機都是節能效果很明顯的。還有20%的場合是滿壓滿負載,這種場合采用變頻控制異步電機比直接啟動還要耗能,因為變頻器本身有額定功率2~3%需損耗,所以這種情況采用變頻控制即使采用永磁電機節能效果也不會很明顯。永磁變頻空壓機的其他優點:

        1.減少沖擊,運行可靠

        變頻機是緩慢地加速啟動,比軟啟動更加平穩,完全避免了電流峰值,在啟動運行至額定壓力后變頻運行,通過壓力檢測進行無極變速跟蹤產氣,在保持壓力不變的情況下輸出用戶需要的氣量,降低了店里能耗之外,徹底杜絕了星三角啟動對電網和空壓機的沖擊。

        2.恒壓省電

        普通空壓機在運行時,壓力一直在額定壓力的上下0.7bar范圍內波動,相比變頻空壓機,壓力可以穩定在額定壓力上下0.1bar范圍內。正常運行時,可節省8.4%電耗(運行壓力每上升1bar要多耗電7%)。特別是在卸載運行時變頻空壓機比普通空壓機節省高達45%的電耗。同時提升了供氣品質,提升了空壓機及用氣設備的可靠性及壽命。

        3.交流電源的電壓適應性強

        由于變頻器采用的過調制技術,在交流電源稍低時仍可輸出足夠的力矩,驅動電動機工作;對電壓稍高時,也不會導致輸出電動機的電壓偏高。

        對于自發電的場合,變頻驅動更能顯示其優點,根據電動機VF的特性(變頻空壓機在節能狀態都工作在額定電壓之下),對于電網電壓低的現場,效果明顯。

        4.噪音低

        變頻系統的大多數工況是低于額定轉速下工作的,主機機械噪音和磨損下降,延長維護和使用壽命;若風機也采用變頻驅動,能顯著降低空壓機工作時的噪音。

        永磁變頻空壓機的缺點:

        1.電機溫度過高

        永磁電機由于油冷機頭特點工作溫度要到達65~80℃之間,所以電機與機頭直聯軸的溫度傳遞給電機永磁轉子,機體溫度傳遞給電機機殼,這樣實際電機工作環境溫度達到了65℃左右。一般電機設計合理溫升最高為80K,那么最高電機繞組溫度可能在145℃,按38UH的磁鋼退磁(開發式可逆退磁)實驗證明,80℃時退磁率為2%;100℃5%;120℃為7%;150℃為12%。說明溫度越高磁通越低,而磁鋼的磁通量與電機效率相關,也就是電機溫度越高效率越低,反電動勢越小,變頻器給定電壓越低。電機電流越大,繞組溫升越高電阻越大,定子銅損耗越大。效率再次下降,所以一體式永磁變頻空壓機在滿壓大流量時實際效率達不到設計值。舉具體例說明市場上最常見的一體式永磁變頻空壓機效率的下降:

        ①假設一體式永磁變頻空壓機工作環境溫度為70℃,分體機電機環境溫度為30℃,并且假設兩種情況下電機實際運行時的溫升均為50℃,電機有相同的電磁設計方案,電機的負載相同。一體式永磁變頻空壓機的工作溫度為120℃,分體機為80℃。則前者工作時的電阻將比后者高出約12.7%,銅損耗亦高出約12.7%;

        ②分體式的工作溫度為假設電機按直軸電流為零的控制方式:120℃與80℃時磁鋼退磁率分別為7%和2%。為此,電機拖動相同的負載時前者的定子電流將比后者高出約5.38%,為此電機的銅損耗將高出11.0%;

        ③合計銅損耗一體式永磁變頻空壓機將比分體機高出約25.1%。以永磁同步電機中銅損耗占三分之一計,一般一體式永磁變頻空壓機設計效率為94%左右,在120℃工作時效率約下降為93.5%左右,(TYB系列在97%左右)所以相對效率相差3.5%。

        2.退磁永磁電機最怕的是高溫退磁,而退磁是磁鋼決定的,磁鋼最怕的是溫度高,在長時間高溫下頑固性退磁(不可逆)風險越大,常規設計值在15年退磁率是不大于3%。由于我國釹鐵硼技術是近幾年發展起來的,對長期高溫下的壽命無從驗證,在電機行業磁鋼退磁而失效的案例很多。

        3.使用壽命低由于溫度關系所以只能設計成開式電機,空壓機很多使用場合比較差,風塵、潮氣、鹽霧等腐蝕性氣體導致其使用壽命低。

        4.故障率高由于一體式永磁變頻空壓機轉子直接安裝在螺桿轉子上,螺桿電機轉子側的軸承要承受力比原來大2倍以上的負荷,所以電機側的軸承及油封比原來壽命降低2倍以上。

        5.維修保養相對麻煩因為永磁電機轉子是永磁體,在機頭維修保養時一定要先拆電機才能拆機頭,而永磁轉子具有強大的吸引力,取出需專用工具,且人員要求專業性很強,不然很容易造成事故。

        6.制造商選擇小由于螺桿機頭的質量好壞、比功率的大小及機頭的選型多存在很大的差異,所以機頭是空壓機的核心,選擇優質的機頭及高效的電機才能達到優秀的比功率及可靠性,所以任何一家空壓機制造商都以選擇優質零部件來打造自己的產品,這樣才會體現制造商的質量水平,提高產品可靠性打造企業品牌。

        最后,友情提醒大家買永磁變頻空壓機一定要找個知名品牌,千萬別買便宜的。


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