Aplicación de inversores de frecuencia en compresores de aire

I. Principios técnicos y ventajas fundamentales

1.1 Principios de funcionamiento

Los inversores de frecuencia regulan la velocidad del motor para controlar el volumen de descarga de aire de los compresores de aire, logrando una salida de presión constante.

1. Detección de presión: Los sensores de presión monitorean la presión del sistema en tiempo real.
2. Reacción de la señal: Las señales de presión se transmiten al inversor de frecuencia.
3. Ajuste de la frecuencia: El inversor modula la frecuencia de alimentación del motor en función de las señales de presión, alterando la velocidad de rotación.
4. Ajuste del volumen de descarga: Los cambios en la velocidad del motor conducen a variaciones en el volumen de descarga del compresor, lo que permite un control preciso de la presión.

1.2 Ventajas principales

(1) Conservación de la energía

• Eliminación de las pérdidas sin carga: Los compresores de aire tradicionales funcionan a toda velocidad incluso bajo baja demanda, mientras que los inversores reducen la velocidad para minimizar el desperdicio de energía.
• Reducción de la pérdida de banda de presión: Las unidades convencionales cargan/descargan con frecuencia dentro de los límites de presión, mientras que los inversores estabilizan la presión para reducir el desperdicio de energía.
• Un comienzo suave reduce el impacto: La corriente de arranque es sólo 1,5 ‰2 veces la corriente nominal (frente a 6 ‰8 veces para las unidades tradicionales), lo que reduce significativamente el choque de la red y el consumo de energía.
• Tasa de ahorro de energíaPor ejemplo, un compresor de aire de 55kW ahorra 130.000170.000 kWh anuales, lo que equivale a una reducción de 40-50 toneladas del consumo de carbón estándar.

(2) Protección del equipo y prolongación de la vida útil

• Reducción del desgaste mecánico: La reducción de las cargas del motor a cargas parciales prolonga la vida útil de los rodamientos y otros componentes.
• Presión estable: Minimiza las fugas de tuberías y fallas de equipos.

(3) Control inteligente

• PLC y HMI integrados: Permite la monitorización remota, visualización de datos, alertas de fallas y autodiagnóstico.
• Apoyo al protocolo de comunicación: Compatible con Modbus y otros protocolos para una integración perfecta con los sistemas de nivel superior.

II. Directrices de selección

2.1 Compatibilidad de la carga

• Compresores de aire recíprocos(Carga de impacto): Seleccione inversores con una capacidad de sobrecarga instantánea del 150%.
• Compresores de aire de tornillo(Carga de par constante): Priorizar la salida de par de baja frecuencia.

2.2 Cálculo de la potencia

• Formulario: Potencia nominal del inversor = (potencia del motor del compresor de aire × 1,1) / 0.92.
• Parámetros eléctricos: Resistencia de puesta a tierra < 4Ω, desequilibrio trifásico < 2%.

2.3 Compatibilidad y ensayo

• Protocolos de comunicación: Asegurar la compatibilidad del protocolo (por ejemplo, Modbus) entre los inversores y los PLC. Realizar una depuración conjunta de 72 horas, incluyendo paradas de emergencia y arranques blandos.
• Filtro EMI: Instalación obligatoria en la entrada de potencia para mitigar las interferencias electromagnéticas.

2.4 Adaptabilidad al medio ambiente

• Áreas de gran altitud: La capacidad de salida disminuye en un 6·8% por cada 1.000 m de altitud.
• Entornos a prueba de explosiones: Requerir una certificación ATEX o IECEx.

III. Casos típicos de aplicación

3.1 Zhejiang Xinfuling Electric Co., Ltd.

• Solución: H130 Inversor dedicado con controlador Pulete que conduce un compresor de aire sincronizado de imán permanente.
• Ventajas:
  • Diseño compacto con una eficiencia de transmisión del 100%.
  • Volumen del motor 1/3 de las unidades convencionales, facilitando la instalación.
  • Eficiencia energética superior, incluso a bajas velocidades.

3.2 Empresa Minera de Shaanxi Rehabilitación

• Antecedentes: El compresor de aire de velocidad fija original de 132 kW tenía una corriente de arranque alta y fluctuaciones de presión severas.
• Resultados:
  • Corriente de arranque reducida y presión estabilizada.
  • La corriente de carga se redujo de 220A a 130A; la corriente de descarga de 90A a 50A.

3.3 Industrias farmacéuticas y electrónicas

• Productos farmacéuticos: El control preciso del flujo de gas, la presión y la temperatura garantizan la calidad del embalaje.
• Electrónica: La producción de gas de alta pureza estable satisface las demandas de fabricación de semiconductores.

IV. Conclusión

Los inversores de frecuencia optimizan el rendimiento del compresor de aire a través de la regulación inteligente de la velocidad, ofreciendo ahorros de energía, estabilización de presión, vida útil extendida del equipo,y gestión inteligenteLa selección requiere una cuidadosa consideración del tipo de carga, la compatibilidad de la potencia, la adaptabilidad al medio ambiente y la compatibilidad.Con iniciativas globales de reducción de carbono, los compresores de aire accionados por inversores están a punto de convertirse en la opción principal para la eficiencia energética industrial.