Схема винтового компрессора – устройство, принцип действия и работы
alexxlab | 28.11.2019 | 0 | Разное
преимущества, принцип действия, исполнение, компоновка
На этой странице представлена полезная информация о винтовых компрессорах. Вы узнаете о принципе действия, области применения, исполнении и преимуществах. Выбрать компрессор вы можете на странице нашего каталога >>>
Принцип действия
В винтовых компрессорах сжатие воздуха происходит за счет уменьшения объёма полостей сжатия – канавок, образуемых поверхностями двух винтовых элементов и стенками корпуса винтового блока. Исходя из принципа действия, эти компрессоры относят к компрессорам объемного действия.
Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке
В этом разделе рассматриваются наиболее распространенные воздушные винтовые компрессоры для сжатия воздуха, при этом в винтовом блоке вместе в воздухом присутствует небольшое количество масла. Масло выполняет несколько функций:
- • обеспечивает масляные зазоры между элементами винтового блока, исключая сухое трение;
- • отводит тепло, выделяющиеся в процессе сжатия;
- • герметизирует винтовой блок;
- • смазывает подшипники винтового блока.
Такие компрессоры называются масляными или маслосмазываемыми (oilinjected).
Ниже представлена схема работы масляного винтового компрессора:
 |
Схема работы
1. Воздушный фильтр 2. Регулятор всасывания 3. Винтовой блок 4. Муфта для передачи вращения от двигателя
5. Двигатель 6. Маслобак-сепаратор 7. Клапан минимального давления 8. Вентилятор охлаждения 9. Концевой охладитель 10. Сепаратор влаги (опционально) 11. Клапан автоматического слива конденсата 12. Шаровой кран
13. Масляный радиатор 14. Воздушно-масляный сепаратор 15. Масляный фильтр 16. Термостат
Атмосферный воздух поступает в винтовой блок (поз.3) через воздушный фильтр (поз.1) и регулятор всасывания (поз. 2). Воздушный фильтр позволяет очищать всасываемый воздух от крупных частиц пыли, тем самым, исключая их попадание в винтовой блок. Регулятор всасывания позволяет переводить работу оборудования оборудования компрессора на холостой ход, когда сжатый воздух не потребляется.
Подаваемый винтовым блоком воздух, очищается от масла в баке-сепараторе (поз.6 на схеме), где крупные капли масла оседают на его стенках, а мелкие задерживаются специальным фильтром (поз.14) и отсасываются на вход блока. Специальный клапан на баке (поз.7) поддерживает в нем давление в несколько атм, т.е. даже если давление в пневмомагистрали упадет почти до атмосферного, то минимальное давление с несколько атм в баке-сепараторе все равно будет присутствовать. Это давление обеспечивает подачу масла обратно в блок. При нагревании масла выше определенной температуры, оно охлаждается в масляном радиаторе (поз13).
 |
Внутреннее устройство
Выдаваемый компрессором воздух охлаждается в концевом охладителе (поз.9) и далее направляется в пневмосистему. Воздух может быть очищен специальными устройствами, входящими в корпус компрессора – сепаратор (поз.10) и осушитель (поз.17), которые также могут быть установлены и вне компрессора.
Принцип работы винтового компрессора был предложен около 100 лет назад, но технология изготовления качественных винтовых элементов с высокими требованиями к точности изготовления сложной поверхности появилась только во второй половине 20 века. Изготовление винтовых блоков – это технология, включающая в себя операции фрезерования, шлифования на высокоточных станках с последующим контролем на каждом этапе изготовления. Только предприятия с высоким объемом продаж могут позволить себе оснастить своё предприятия оборудованием для производства винтовых блоков. К таким предприятиям относятся FINI (Италия), CompAir (Германия), Rotair (Италия), AtlasCopco и некоторые другие.
 |
Производство винтовых блоков на специальных станках
Преимущества винтовых компрессоров
1) Подача сжатого воздуха винтовым блоком происходит с частотой, более 100 импульсов в секунду, поэтому можно говорить, что компрессор подает воздух равномерно. Все рабочие движения в винтовом компрессоре винтового типа вращательные, поэтому оборудование не создает сильных вибраций на фундамент, а уровень шума у него приемлемый. Все это привело к возможности ставить компрессоры ближе к потребителю воздуха
2) Винтовые маслосмазываемые компрессоры выдают более чистый воздух, чем традиционные поршневые, но масло все же присутствует – не более 3 мг/м3 при отсутствии дополнительных фильтров.
3) Обладают достаточно высокой экономичностью, при этом в широком диапазоне производительностей. Винтовые компрессоры изготавливаются в диапазоне мощностей от 2 кВт до мегаватт, при этом и технические и экономические характеристики мелких аппаратов так же хороши, как и у старших моделей.
4) Винтовые маслосмазываемые компрессоры не требуют сложного техобслуживания (ТО). Стандартно меняются масло, воздушный фильтр, масляный фильтр и масляный сепаратор. Другие детали с ограниченным ресурсом меняются редко и не требуют специальных навыков и инструментов. Стандартный интервал сервисного обслуживания составляет 2000-4000 часов, при 200-500 часов у поршневого компрессора.
|
|
|
Расходные материалы для замены при проведении ТО
5) Применение различных опций для снижения энергозатрат: использование сжатого воздуха в системе рекуперации тепла, применение частотного регулирование привода и т.п. Тепло, выделяемое от оборудования, может быть направлено на обогрев помещений, для подачи горячей воды в душевые и для других применений. Использование частотного преобразователя позволяет вырабатывать столько сжатого воздуха, сколько требуется потребителю, таким образом, экономия электроэнергии может достигать до 33 %.
 |
Использование частотного преобразователя
Также к преимуществам винтового компрессора данного типа относятся: меньшая масса и габариты, более высокий ресурс работы, возможность непрерывной работы 24 часа в сутки. Машины высокой мощности не требуют водяного охлаждения, что снижает общие затраты на монтаж и эксплуатацию винтового компрессора.
Компоновка, исполнения
Влияние на потребительские характеристики компрессора оказывает привод винтового блока. Так установки с ременным приводом в общем более компактны и позволяют производить различные варианты «давление-производительность» путем изменения диаметров шкивов. Компрессоры же с прямым приводом более экономичны и, как правило, не требуют специального обслуживания по замене.
 |
 |
| С ременным приводом | С прямым приводом |
Ввиду универсальности применения, аппараты средних и малых мощностей могут быть скомпонованы с осушителями воздуха, а более мелкие – еще и с ресиверами.
| Исполнение на раме | Исполнение на раме с осушителем | Исполнение на ресивере с осушителем |
Исполнение винтового компрессора
Винтовой компрессор является источником сжатого воздуха. Как правило, он является составной частью целого набора оборудования, необходимого для выполнения различных технологических задач. Сжатый воздух, выходящий из компрессора, проходит через различные устройства для его очистки, состав которого определяется классом очистки сжатого воздуха по стандартам ГОСТ 17433-80 и ISO 8573.1: осушители холодильного типа, осушители адсорбционного типа, ресиверы, фильтры и др.
Ниже представлена примерная схема компрессорной, в которой установлен винтовой воздушный компрессор. На схеме детально представлена система подготовки сжатого воздуха, а также система рекуперации тепла для обогрева воды.
 |
Схема установки
Если вы не нашли необходимую информацию на данной странице- обращайтесь к нам любым удобным для вас способом, указанным на старанице “Контакты”. Мы поможем с подбором оборудования. Приобрести винтовой компрессор можно на странице нашего каталога >>>
rutector.ru
Принцип работы (действия) винтового компрессора
В данной статье затронем вопрос о принципе работы (действия) винтового компрессора.
Повторюсь, что винтовой компрессор относится к компрессорам объемного действия, где сжатие воздуха/газа происходит за счет изменения полости сжатия.
Типичная конструкция винтового компрессора показана на рисунке ниже:
Конструкция винтового компрессора
Цифрами на рисунке обозначены:
1 – входной фильтр
2 – всасывающий клапан
3 – винтовой блок
4 – приводной ремень
5 – шкивы ременной передачи
6 – электродвигатель
7 – масляный фильтр
8 – масляный резервуар
9 – сепаратор
10 – клапан минимального давления
11 – термостат
12 – масляный радиатор
13 – воздушный радиатор
14 – вентилятор
В винтовых компрессорах существует два основных потока (или контура): воздушный/газовый поток и масляный поток.
Рассмотрим их подробнее на примере воздушного компрессора.
Воздушный поток
Всасываемый воздух через входной фильтр 1 и всасывающий клапан 2 попадает в винтовой блок 3. Именно в винтовом блоке, который является «сердцем» компрессора, происходит сжатие воздуха.
Основными компонентами винтового блока являются ведущий (ему передается вращение от электродвигателя 6, приводной ремень 4 и шкивы 5) и ведомый роторы:
Винтовой блок
Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке наглядно показан на рисунке ниже:
Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке
Следует отметить, что вращение к ведущему ротору может передаваться не только через ременную передачу, но и «напрямую» через эластичную муфту:
Муфта эластичная
Наличие всасывающего клапана 2 позволяет компрессору работать в двух основных режимах:
- холостой ход (клапан закрыт)
- нагрузка (клапан открыт)
Это отличает винтовой компрессор от, например, поршневого. Наличие режима холостого хода позволяет сократить число пусков двигателя компрессора и, тем самым, увеличить его надежность и срок службы. Ведь частые пуски отрицательно влияют как на сами двигатели, так и на систему энергоснабжения предприятия в целом.
Смесь сжатого роторами воздуха и масла попадает в масляный резервуар 8.
Наличие масла в винтовом блоке необходимо по ряду причин:
- отвод тепла, образующегося при сжатии воздуха
- смазка подшипников винтового блока
- уплотнение камер сжатия за счет образования пленки на поверхности роторов
В масляном резервуаре 8 происходит первичное отделение масла от сжатого воздуха (за счет вращательного движения потока).
Остатки масла отделяются от сжатого воздуха в сепараторе 9 и возвращаются в винтовой блок 3 по специальному каналу.
Очищенный от масла сжатый воздух через клапан минимального давления 10 и охлаждаемый вентилятором 14 воздушный радиатор 13 подается потребителю.
Клапан минимального давления 10 необходим для поддержания в масляном резервуаре 8 давления, требуемого для нормальной циркуляции масла независимо от давления в сети потребителя.
Как правило, клапан минимального давления открывается при давлении на его входе на уровне 4-4,5 бар.
Вентилятор 14 может располагаться как на валу электродвигателя 6, так и приводиться в действие собственным электродвигателем.
Производительность вентилятора и площадь охлаждаемой поверхности радиатора 13 рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить температуру сжатого воздуха на выходе компрессора, не превышающую температуру окружающей среды более, чем на 10 °С.
Следует отметить, что система охлаждения винтового компрессора может быть и водяной. В этом случае радиаторы 12 и 13 компрессора представляют собой трубчатые теплообменники, в которых охлаждение рабочей среды (масло, сжатый воздух) обеспечивается циркуляцией воды (или другого охлаждающего агента) в межтрубном пространстве теплообменника.
Теплообменник винтового компрессора с водяным охлаждением
Применение водяного охлаждения позволяет:
- снизить уровень шума, производимого компрессором при работе;
- отказаться от монтажа вентиляционных коробов для отвода от компрессора горячего охлаждающего воздуха.
Масляный контур
Масло из нижней части масляного резервуара 8 возвращается в винтовой блок 3 под действием давления, поддерживаемого внутри резервуара, благодаря наличию клапана минимального давления 10.
В зависимости от температуры масло может двигаться либо по «малому» контуру (масляный резервуар 8 – термостат 11 – масляный фильтр 7 – винтовой блок 3), либо по «большому» (масляный резервуар 8 – термостат 11 – масляный радиатор 12 – масляный фильтр 7 – винтовой блок 3).
Температура масла очень важна для длительной безотказной работы компрессора.
Слишком низкая температура может вызвать выделение конденсата из воздуха еще на этапе сжатия и «эмульгирование» масла, которое значительно ухудшит его эксплуатационные качества. Слишком высокая температура значительно снижает срок службы масла, а также вызывает чрезмерные температурные деформации роторов компрессора, которые могут привести, в худшем случае, даже к заклиниванию компрессора.
Как видите, ничего сложного в устройстве винтового компрессора нет. Современные винтовые компрессоры являются, бесспорно, надежными и эффективными для производства сжатого воздуха как на больших промышленных предприятиях, так и на предприятиях малого бизнеса.
На этом все.
Если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в форме ниже.
Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.
С уважением,
Константин Широких & Сергей Борисюк
Вернуться в раздел Все статьи
Еще по теме:
Винтовой компрессор. Общая информация
Принцип работы винтового компрессора
Конструкция/устройство винтового компрессора
Конструкция винтового газового компрессора. Видео
Конструкция винтового блока компрессора
Конструкция всасывающего клапана (регулятора всасывания) винтового компрессора
Конструкция термостата. Назначение термостата в винтовом компрессоре
Конструкция клапана минимального давления (КМД). Назначение КМД в винтовом компрессоре
Конструкция масляного резервуара. Назначение и принцип действия
Конструкция сепаратора тонкой очистки. Назначение и функции в винтовом компрессоре
Схема управления работой винтового компрессора. Общая информация
Силовая часть схемы управления винтового компрессора
compressorblog.ru
ВИНТОВОЙ КОМПРЕССОР: ПРИНЦИП РАБОТЫ – полезные материалы от компании Fiac
Принцип действия воздушных промышленных компрессоров, относящихся к типу объёмных компрессоров, следующий:
- Атмосферный воздух поступает через воздушный фильтр (1) со встроенным фильтрующим элементом.
- Очищенный воздух, пройдя через многофункциональный регулятор всасывания (2), попадает в винтовой блок (3). В винтовом блоке происходит сжатие воздуха, и он смешивается с маслом, которое впрыскивается дозировано.
- Образовавшаяся воздушно-масляная смесь поступает в сепаратор (8), где проходит через картридж (9). Здесь масло отделяется от воздуха.
- Воздух, очищенный от масла, поступает на выход из воздушного компрессора, проходя через воздушный радиатор (13).
- Масло, отделённое сепаратором, через масляный радиатор (12) возвращается в винтовой блок.
- Клапан термостата (11) управляет движением масла.
- Перед впрыском в винтовой блок масло проходит через масляный фильтр (7), в котором происходит удаление твёрдых частиц.
- Привод винтовой пары осуществляется от электродвигателя (6) через клиноременную передачу (4).
- Скорость вращения винтового блока определяется размерами шкивов (5).
- На валу электродвигателя установлен вентилятор (14), обеспечивающий циркуляцию воздушного потока внутри компрессора.
- Клапан минимального давления (10) обеспечивает работу устройства на холостом ходу. Он выполняет и роль обратного клапана, который отделяет компрессор от пневматической магистрали при остановке.
Чтобы лучше понимать основы работы воздушного компрессора, важно знать назначение его основных узлов. Главным элементом устройства является винтовой блок. Он состоит из двух червячных роторов, которые находятся в зацеплении. Один из них является ведущим, а второй – ведомый. Роторы совершают вращательные движения в противоположных направлениях.
Главной задачей винтового блока является сжатие воздуха, которое осуществляется роторами и стенками корпуса. При достижении заданного давления воздух поступает на выход.
Важнейшую роль в работе винтового компрессора играет и масло, которое:
- Отводит тепло
- Смазывает подшипники
- Уплотняет зазоры между корпусом и роторами
Для правильного выбора винтового промышленного компрессора, наиболее полно удовлетворяющего вашим требованиям, проконсультируйтесь у наших менеджеров и получите ответы на все интересующие вас вопрос.
Перейти в каталог
Возврат к списку
www.fiak.ru
Неисправности и ремонт винтовых компрессоров. Основные неисправности винтовых компрессоров и ремонт оборудования своими руками
Главная страница » Публикации » Неисправности и ремонт винтовых компрессоров. Основные неисправности винтовых компрессоров и ремонт оборудования своими руками
Винтовой компрессор принадлежит к одному из наиболее эффективных типов оборудования, благодаря которому получают сжатый воздух в различных отраслях промышленности (машиностроительной, электронной, деревообрабатывающей, фармацевтической, мебельной). Об особенностях работы компрессоров, возможных неисправностях и способах ремонта оборудования и пойдет речь в нашей статье.
Содержание:
Составные части оборудования
Винтовое оборудование состоит из следующих основных элементов:
- Корпуса. В большинстве случаев производится из стали, которая покрывается негорючим, шумопоглощающим и маслостойким материалом.
- Винтового блока компрессора (его еще называют винтовой парой), который является «сердцем» оборудования. Он состоит из двух высокотехнологичных роторов, которые находятся во внутренней части корпуса.
- Трех видов трубопроводов: масляного, воздушного и воздушно-масляного.
- Всасывающего клапана. Регулирует производительность агрегата путем пневматического управления.
- Всасывающего воздушного фильтра. Предназначен для очистки воздуха, который поступает в компрессор. Фактически состоит из двух фильтров, которые установлены перед всасывающим клапаном и на корпусе агрегата (где забирается воздух).
- Ременной передачи. Обеспечивает определенную скорость вращения роторов (чем она выше, тем лучше производительность оборудования) путем объединения «усилий» двух шкивов, расположенных на винтовой паре и двигателе. Мощные компрессоры оснащены редуктором или муфтой с прямой передачей.
- Электродвигателя. Через ременную передачу приводит в действие винтовую пару.
- Вентилятора. Способствует поступлению воздушных потоков и охлаждению винтовой пары и электродвигателя.
- Термостата. Данный элемент в схеме винтового компрессора играет роль регулятора температурного режима. Благодаря термостату масло с температурой свыше 72ºС проходит через охлаждающий радиатор.
- Масляного фильтра. Очищает масло перед поступлением в винтовую пару.
- Маслоотделителя. Металлический бак, в средней части которого расположена перегородка с отверстиями. Процесс очистки воздуха от масла происходит путем создания центробежной силы.
- Маслоохладителя. Охлаждает масло после отделения от сжатого воздуха.
- Концевого воздухоохладителя. Охлаждает сжатый воздух перед тем, как его подать к потребителю, а также на выходе оборудования делает температуру, превышающую на 10-15ºС температуру воздуха окружающей среды.
- Блока электронного управления. Контролирует работу винтового компрессора и передает на дисплей рабочие характеристики оборудования.
- Реле давления. Задает максимальное давление компрессора. В новейших моделях оборудования реле отсутствует, поскольку используется система электронного контроля.
- Предохранительного клапана. При превышении давления в маслоотделителе над максимально возможным значением происходит его автоматическое срабатывание.
Преимущества и принцип работы
Огромный спрос на винтовые компрессоры обусловлен тем, они обладают многочисленными преимуществами по сравнению с использованием центробежного или поршневого оборудования. Основными из них являются:
- простота установки и подключения;
- непрерывность работы;
- максимальная надежность;
- длительный эксплуатационный период;
- наличие небольших эксплуатационных расходов;
- получение практически идеального по чистоте воздуха;
- минимальные энергозатраты на 1 м³ воздуха;
- низкий показатель шума;
- наличие системы автоматического контроля.
Исходя из устройства винтового компрессора, его принцип работы заключается в следующем:
- при прохождении мимо всасывающего клапана и воздушного фильтра, потоки воздуха попадают в винтовой блок;
- воздух перемешивается с маслом, которое циркулирует по замкнутому пространству;
- путем воздействия винтового блока смесь из масла и воздуха попадает в маслоотделитель;
- воздух отделяется от масла и направляется к выходному отверстию компрессора;
- масло по маленькому или большому кругу через маслоохладитель (в зависимости от температуры материала) поступает обратно в винтовой блок;
- запуск винтового блока происходит с помощью электродвигателя;
- автоматическое выключение (или включение) производится с помощью реле давления.
Необходимо отметить, что масло в винтовом оборудовании выполняет несколько функций:
- создает масляную пленку;
- отводит тепло;
- распределяет воздушные потоки;
- обеспечивает зазор между роторами винтового блока;
- смазывает подшипники рабочих элементов.
Причины неисправностей и способы их устранения
В процессе эксплуатации оборудования можно столкнуться с его поломкой. Приходится прибегнуть к ремонту винтовых компрессоров. К наиболее распространенным неисправностям оборудования относятся:
- компрессор плохо включается или не перезапускается;
- агрегат не получает сжатого воздуха;
- низкая производительность оборудования;
- чрезмерный расход и утечка масла;
- непроизвольное открытие предохранительного клапана;
- отключение компрессора термостатом;
- повышенное давление;
- срабатывание прерывателя цепи.
Компрессор плохо включается, не перезапускается, не получает сжатого воздуха, характеризуется низкой производительностью
Основной причиной плохого включения оборудования является слишком низкая температура воздуха. Нужно просто прогреть помещение, в котором находится компрессор, и все будет в порядке.
Агрегат не перезапускается из-за плохого закрытия всасывающего клапана. Его необходимо снять и почистить. В некоторых случаях понадобится заменить элементы.
Отсутствие сжатого воздуха в выходном отверстии компрессора свидетельствует о закрытии регулятора. Устранить неполадку можно путем проверки реле давления, которое должно подавать питание на электромагнитный клапан, связанный с регулятором.
С закрытием регулятора в большинстве случаев связана и низкая производительность агрегата. Но в этом случае причиной неисправности является загрязнение регулятора. Чтобы это устранить, снимается всасывающий фильтр, открывается и очищается регулятор. Наилучший вариант — демонтаж регулятора с его последующей очисткой.
Чрезмерный расход и утечка масла
Причинами слишком большого расхода масла могут быть:
- сломанный фильтр маслоотделителя;
- негерметичные уплотнения фильтра маслоотделителя.
В обоих случаях проблемы решаются путем замены уплотнений или самого фильтра.
Утечка масла из всасывающего фильтра говорит о том, что не закрыт регулятор или в системе чрезмерно высокое давление. В первом случае проверяется функционирование регулятора и электромагнитного клапана. Во втором случае, кроме проверки регулятора и клапана, следует тщательно осмотреть манометр.
Причиной попадания масла в пульт управления является утечка масла сквозь фланец агрегата. Данная неполадка устраняется посредством замены уплотнительного кольца компрессора.
Открытие предохранительного клапана, повышенное давление, срабатывание термостата и прерывателя цепи
Причиной открытия предохранительного клапана может служить засорение фильтра маслоотделителя. Следует проверить перепад давления между резервуаром маслоотделителя и трубопроводом со сжатым воздухом. Если существует необходимость, то фильтр следует заменить.
При наличии давления, которое превышает максимально установленную величину, нужно проверить регулятор. Может отсутствовать команда на его закрытие. Следует убедиться в том, что электромагнитный клапан будет отключенным.
Отключение компрессора термостатом происходит в случае:
- неисправности терморасширительного клапана;
- недостаточного количества масла;
- неисправности сливной системы.
Решаются данные проблемы соответственно следующим образом:
- осуществляется замена клапана;
- масло доливается до нужного уровня;
- проверяются обратный клапан и трубопроводы, сливающие масло.
Срабатывание прерывателя цепи связано с:
- перегревом электродвигателя;
- недостаточным напряжением в сети;
- чрезмерно высокой температурой в помещении.
При перегреве электродвигателя проверяется реле и теплоотвод от него. При нормальном отводе тепла нажимается кнопка сброса и осуществляется перезапуск компрессора.
Те же самые действия производятся и при наличии недостаточного напряжения в сети и высокой комнатной температуры. Единственное отличие — предварительная проверка напряжения и обеспечение качественной вентиляции соответственно.
Видео об устранении неисправностей винтового компрессора:
https://www.youtube.com/watch?v=npfITtFRZ9s
Похожие статьи
kirpich174.ru
Силовая часть схемы управления | НПП Ковинт
Силовая часть схемы управления работой винтового компрессора содержит устройства, через которые подается электропитание на главный двигатель и двигатель вентилятора компрессора. В качестве этих устройств наиболее часто применяются электромагнитные контакторы.
Электромагнитный контактор
Схематично конструкция контактора показана на рисунке ниже:
Конструкция электромагнитного контактора
1 — электромагнитная катушка;
2 – неподвижная часть сердечника;
3 – подвижная часть сердечника;
4 – неподвижные контакты;
5 – подвижные контакты;
6 – изолирующий держатель подвижных контактов.
При подаче напряжения на катушку 1 подвижная часть сердечника 3 под действием силы притяжения к намагнитившейся неподвижной части сердечника 2 перемещается вниз. При этом неподвижные контакты 4 попарно замыкаются подвижными контактами 5, которые связаны с подвижной частью сердечника 3 держателем 6.
После отключения напряжения от катушки 1 подвижная часть сердечника 3 возвращается в исходное положение под действием пружины (на рисунке не показана) и пары неподвижных контактов 4 размыкаются.
Как видите, устройство контактора довольно просто. Но благодаря ему решается очень важная задача – коммутация силовых цепей питания электродвигателя (а токи в них могут быть довольно большими) при помощи слаботочной цепи питания электромагнитной катушки.
На принципиальных электрических схемах электромагнитный контактор, как привило, изображается следующим образом (здесь показан контактор для трехфазной цепи):
Изображение контактора на принципиальной электрической схеме
На схеме буквами А1, А2 обозначены выводы электромагнитной катушки, буквами L1, L2, L3 – входные (от источника питания), а буквами Т1, Т2, Т3 – выходные (к обмоткам электродвигателя) силовые клеммы.
Мощность двигателя вентилятора в винтовых компрессорах, как правило, невелика. Поэтому для его включения используется один контактор.
Совсем другое дело – запуск главного двигателя компрессора. Пусковой ток при этом может в 7-8 раз превышать номинальный ток двигателя.
Сразу оговоримся, что описание принципа работы асинхронного электродвигателя выходит за рамки данной статьи. В случае необходимости Вы всегда можете почерпнуть дополнительную информацию из справочников или на просторах Всемирной паутины. Кроме того, мы всегда рады предоставить необходимые сведения после заполнения Вами формы в конце страницы.
Итак, существует несколько способов борьбы с высокими пусковыми токами асинхронного двигателя.
Наиболее распространенным является пуск по так называемой схеме «звезда – треугольник».
Откуда же возник этот термин?
Дело в том, что обмотки трехфазного асинхронного двигателя могут быть соединены «звездой» или «треугольником»:
Соединение обмоток двигателя «звездой» и «треугольником»
На типовой идентификационной табличке (шильдике) электродвигателя можно увидеть вот такие данные:
Типовая табличка электродвигателя
В данном примере рабочее напряжение двигателя при соединении его обмоток «звездой» (Y) составляет 690В, а при соединении «треугольником» (D) – 400В. Номинальный ток при этом составляет 45 и 78А соответственно.
Поскольку в России стандартным считается трехфазное напряжение 400В 50Гц, рабочим для данного двигателя является соединение его обмоток «треугольником».
А что же произойдет, если, сохранив напряжение питания 400В, соединить обмотки двигателя «звездой»?
В случае, когда на валу двигателя постоянно присутствует номинальная нагрузка, такое переключение приведет к росту потребляемого тока. А вот если на валу двигателя в момент пуска нагрузка отсутствует или незначительна, потребляемый ток снизится в 3 раза. Мы не будем здесь приводить математические вычисления, но поверьте – это действительно так.
Из других наших статей, посвященных винтовым компрессорам, Вы уже знаете, что они могут работать в двух режимах – нагрузки и холостого хода. Запуск компрессора всегда происходит на холостом ходу, т.е. нагрузка на вал двигателя очень мала. Поэтому мы смело можем на этапе разгона соединить обмотки двигателя «звездой» для снижения пускового тока.
И лишь через некоторое время (интервал зависит от мощности двигателя, но обычно не превышает 10 секунд) произвести быстрое переключение обмоток на соединение «треугольником».
Как же это реализуется на практике?
Для коммутации обмоток двигателя применяют схему, состоящую из трех контакторов:
Силовая часть схемы «звезда – треугольник»
При запуске сначала включаются контакторы КМ1 и КМ3, соединяя обмотки двигателя в «звезду». Через заданный промежуток времени, отведенный на разгон, контактор КМ3 отключается, а контактор КМ2 включается. Обмотки двигателя соединяются в «треугольник». Переключение контакторов КМ2 и КМ3 происходит очень быстро (доли секунды).
В тоже время ситуация, когда оба контактора включены (это привело бы к короткому замыканию) невозможна благодаря наличию между ними механической блокировки (на схеме показана небольшим треугольником).
Реально собранная схема «звезда – треугольник» выглядит примерно так:
Схема «звезда – треугольник» в сборе
Сигналы на включение контакторы получают от цепей контроля управления и индикации, которые мы рассмотрим ниже.
Для снижения пусковых токов в силовой части винтовых компрессоров применяют также так называемые устройства плавного пуска (УПП). Хотя УПП применяются не так часто, как схемы «звезда – треугольник», скажем о них несколько слов.
Устройства плавного пуска
УПП представляет собой довольно сложное электронное устройство, в котором в качестве силовых элементов используются полупроводниковые симметричные тиристоры (симисторы).
Упрощенная схема силовой части УПП
Симисторы способны открываться под действием импульсов, подаваемых на их управляющие входы. Как известно, напряжение переменного тока имеет синусоидальную форму. Если открывающие импульсы подавать на управляющие входы симисторов с задержкой, то результирующее напряжение на обмотках двигателя будет тем меньше, чем позже открываются симисторы.
Принцип работы УПП
Таким образом, во время пуска напряжение и ток в обмотках двигателя плавно нарастают за заданное время (время пуска). Это позволяет избежать возникновения бросков тока.
Изменение напряжения на обмотках при различных способах пуска:
Изменение напряжения на обмотках при различных способах пуска
Изменение тока в обмотках при различных способах пуска:
Изменение тока в обмотках при различных способах пуска
По истечении времени разгона, когда симисторы закончили выполнять роль регулирующих элементов, они шунтируются встроенным в УПП контактором (см. рисунок «Упрощенная схема силовой части УПП» выше). Это значительно повышает надежность и долговечность устройства.
Следует отметить, что разные модели УПП могут значительно отличаться по своим функциональным возможностям. Дешевые устройства, как правило, позволяют задавать только время разгона и ограничение тока. Они даже могут не иметь шунтирующих контактов. Более дорогие модели УПП имеют широкий набор настроек и встроенную всестороннюю защиту как самого устройства, так и электродвигателя.
Пример замены схемы «звезда – треугольник» устройством плавного пуска
В современных винтовых компрессорах также широко применяются частотные преобразователи (ЧП).
Назначение ЧП гораздо более широкое, чем у УПП. Они не только позволяют осуществить плавный разгон двигателя при запуске компрессора, но и осуществляют регулирование скорости вращения роторов винтового блока, изменяя производительность компрессора в широких пределах. О пользе такого регулирования более подробно рассказано в статье «Цепи контроля, управления и индикации».
ЧП является более сложным, по сравнению с УПП, устройством. Он позволяет изменять не только величину, но и частоту напряжения, подаваемого на обмотки двигателя компрессора.
В качестве силовых элементов на выходе ЧМ применяются современные мощные IGBT-транзисторы. Не вдаваясь в подробности, скажем только, что эти полупроводниковые приборы имеют ряд преимуществ перед симисторами, устанавливаемыми в УПП.
Структурная схема частотного преобразователя
В ЧП входное напряжение сначала преобразуется в постоянное при помощи выпрямителя и фильтра. Затем шесть транзисторных ключей по специальному алгоритму, задаваемому схемой управления, формируют из постоянного напряжения двуполярные прямоугольные импульсы переменной ширины. При этом ток в обмотках двигателя (они сами выполняют роль фильтров импульсного напряжения) близок к синусоидальному.
Форма напряжения на обмотках двигателя и тока в них
На схему управления транзисторными ключами подается входной сигнал, в зависимости от которого изменяется частота следования прямоугольных импульсов и их ширина. В винтовых компрессорах таким сигналом является, как правило, давление в пневмосети. Также ЧП может управляться контроллером компрессора.
Силовой щит винтового компрессора с установленным в нем ЧП
И в заключение скажем несколько слов об устройствах защиты, входящих в состав силовой части схемы управления работой винтового компрессора.
В процессе работы главного двигателя его обмотки неизбежно подвергаются нагреву. Изоляция провода, которым выполнены обмотки, способна выдерживать нагрев только до определенного уровня. При превышении этого порога изоляция начинает разрушаться и, как следствие, происходит замыкание.
Перегрев двигателя может происходить по ряду причин:
- повышенная нагрузка на валу вследствие, например, неисправности в винтовом блоке;
- плохие условия вентиляции внутри компрессора;
- высокая температура окружающей среды и т.д.
Для того, чтобы не допустить разрушения изоляции и вовремя остановить двигатель при перегреве, в его обмотки вмонтированы чувствительные элементы – термисторы.
Внешний вид термисторов
Это полупроводниковые приборы, сопротивление которых зависит от температуры. Но, в отличие от обычных проволочных терморезисторов, зависимость эта носит резко нелинейный характер.
Температурные характеристики термисторов
Термисторы устанавливаются производителем двигателя и конкретная температура резкого роста сопротивления зависит от класса изоляции обмоток.
В трехфазных двигателях термисторы устанавливаются в каждую обмотку и электрически соединяются последовательно. Поэтому контрольное устройство реагирует на изменение общего сопротивления трех термисторов.
Если в схеме управления работой компрессора используется специализированный контроллер, имеющий отдельный вход для подключения термистора двигателя, то никакие дополнительные устройства не требуются. Контроллер распознает резкий рост сопротивления термистора или обрыв цепи, останавливает двигатель и отображает на панели индикации сообщение об аварийной остановке и ее причине.
Если же контроллера нет или он не имеет входа для подключения термистора, необходимо использовать специальное термисторное реле. Его внутренние контакты переключаются при резком изменении сопротивления термистора и этот сигнал можно использовать для подключения к релейной схеме управления работой компрессора или к обычному цифровому входу контроллера.
Типовая схема термисторного реле
Также для защиты главного двигателя компрессора служит тепловое реле, подключаемое после контактора КМ1 в схеме «звезда – треугольник».
Подключение теплового реле OL1
Само по себе тепловое реле не производит разрыв цепи главного двигателя. Оно реагирует на длительное превышение номинального тока и размыкает контакты 95, 96. Этот сигнал используется для подключения к релейной схеме или контроллеру компрессора.
Следует обратить внимание на то, что при такой схеме подключения (а она наиболее распространена) через тепловое реле протекает не весь потребляемый двигателем ток, а только его часть (1/Ö3 или 58%). Это надо помнить, производя настройку теплового реле (все они имеют регулятор тока срабатывания). Номинальный ток двигателя можно определить по его идентификационной табличке.
В отличие от теплового реле, автоматический выключатель защиты двигателя вентилятора при срабатывании разрывает цепь его питания.
Подключение автомата защиты двигателя вентилятора
Этот автоматический выключатель также может иметь дополнительную группу контактов, которую можно использовать для передачи сигнала о срабатывании защиты на релейную схему или контроллер компрессора.
Ниже на фото приведен фрагмент силового щита винтового компрессора с установленными контактором и автоматическим выключателем двигателя вентилятора.
Фрагмент силового щита с цепями питания и защиты двигателя вентилятора
Может возникнуть закономерный вопрос: «Почему главный двигатель защищается тепловым реле, а двигатель вентилятора – автоматическим выключателем?»
Ответ достаточно прост.
Дело в том, что двигатели вентиляторов винтовых компрессоров имеют малую мощность и защитные автоматы для них невелики. Мощность же главного двигателя исчисляется десятками, а то и сотнями киловатт. И автоматический выключатель для него (хотя такие и существуют) был бы чрезмерно велик и тяжел. Так что все дело в экономии места.
На этом все.
Все возникшие вопросы вы можете задать в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.
С уважением,
Константин Широких & Сергей Борисюк
Вернуться в раздел Полезная информация
Еще по теме:
Винтовые компрессоры. Общая информация
Принцип работы винтового компрессора
Конструкция/устройство винтового компрессора
Конструкция винтового газового компрессора. Видео
Конструкция винтового блока компрессора
Конструкция всасывающего клапана (регулятора всасывания) винтового компрессора
Конструкция термостата. Назначение термостата в винтовом компрессоре
Конструкция клапана минимального давления (КМД). Назначение КМД в винтовом компрессоре
Конструкция масляного резервуара. Назначение и принцип действия
Конструкция сепаратора тонкой очистки. Назначение и функции в винтовом компрессоре
Схема управления работой винтового компрессора. Общая информация
covint.ru
Устройство винтового компрессора: принцип работы
Винтовые компрессоры — это уникальное и высокотехнологичное оборудование. Сегодня данный вид компрессоров является наиболее современным по сравнению со всеми остальными разновидностями.
Прежде чем выбирать компрессор, следует подробно разобраться в том, что он из себя представляет. В этой статье мы выясним, что такое винтовой компрессор — начнем с определения и назначения.
Итак, винтовой компрессор — это устройство для сжатия воздуха и подачи его под давлением потребителям. В винтовой машине за сжатие отвечает винтовой блок, в котором находятся два винта (ротора). Компрессия происходит за счет движения этих винтов и изменения полости сжатия — таков основной принцип работы винтового компрессора.
Для чего нужны винтовые компрессоры
Сжатый воздух, который производит винтовой компрессор, чаще всего служит в качестве энергоносителя.
За счет преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энергию работают:
- Пневмомеханизмы — автоматизированные устройства приема-подачи и др.
- Пневмоинструменты — отбойные молотки, перфораторы, подъемники, молоты и др.
Обдувочные же аппараты (краскопульты, эжекторы, пескоструйные и дробеструйные установки) преобразуют энергию сжатого воздуха в кинетическую.
Для многих отраслей промышленности лучшим решением будет выбрать именно винтовой воздушный компрессор, так как он является более надежным, экономичным в потреблении электроэнергии и рассчитан на долгую бесперебойную работу. Подробнее о плюсах и минусах винтовых компрессоров мы уже писали в нашем блоге.
Схема и устройство винтового компрессора: этапы работы
Для разбора схемы и устройства компрессора в качестве примера мы возьмем самый простой, классический винтовой компрессор — маслозаполненный и с ременным приводом. Особенности данного вида винтовых компрессоров в том, что в процессе сжатия принимает участие компрессорное масло, а электродвигатель приводит в движение роторы винтового блока с помощью приводного ремня.
Схема устройства винтового компрессора
1 этап
Через всасывающий клапан (1) из окружающей среды отбирается воздух.
2 этап
Атмосферный воздух перед тем, как попасть в компрессор, проходит через воздушный фильтр (2). Он помогает отфильтровать пыль и различные твердые частицы. Их нахождение в компрессорном блоке недопустимо.
3 этап
После фильтрации воздух отправляется в место своего сжатия — винтовой блок (3). Один из двух роторов — ведущий. Он приводится в движение электродвигателем (4) через приводной ремень и шкиву. Второй ротор является ведомым и действует за счет движения первого.
4 этап
При попадании к винтовой паре, воздух смешивается с маслом (5). Масло в винтовом блоке служит смазкой во время сжатия, уплотняет зазоры между ключевыми элементами и отводит тепло.
5 этап
Смесь воздуха и масла начинает нагнетаться посредством вращательных движения роторов. Формируется воздушный поток с необходимыми показателями давления.
6 этап
После того, как процесс сжатия завершен, его нужно очистить от примесей масла из винтового блока и воды из атмосферы — этим занимается сепаратор (6).
7 этап
Так как в процессе сжатия воздух нагревается, его следует охладить. Поэтому на следующем этапе воздух проходит через воздушный радиатор (9) с охлаждающим вентилятором (10) и через клапан минимального давления (7) поступает на выход. Этот клапан поддерживает давление в масляном резервуаре, чтобы масло циркулировало независимо от давления в сети.
8 этап
Масло отправляется обратно в винтовой блок через масляный радиатор (11) по малому или большому кругу— зависит от его температуры, проходя через масляный фильтр (12). За регулировку температуры масла отвечает термостат (8).
9 этап
Сжатый воздух, приведенный к нормальным физическим и температурным показателям, отправляется к потребителю (13).
Если у вас остались вопросы об устройстве и принципе работы винтового компрессора — обращайтесь в компанию «Волгаремсервис». Мы уверены: наши инженеры ответят на любой технический вопрос и помогут с выбором винтового компрессора.
www.pnevmo-sklad.ru
Принцип действия винтового компрессора заключается в следующем: Предварительно очищенный с помощью входных фильтров 1 воздух из окружающей среды попадает через всасывающий клапан 2 в винтовую пару 3, смешиваясь с маслом, подаваемым в полость сжатия. Масло в полости сжатия выполняет три функции:
Образовавшаяся воздушно-масляная смесь сжимается в винтовом блоке 3 и поступает в маслоотделитель 7, где происходит сепарация масла и воздуха. Воздух после охлаждения в радиаторе 10 поступает на выход винтового компрессора а масло, после дополнительной фильтрации (фильтр 6), вновь возвращается в винтовой блок 3, при этом оно может проходить как через радиатор 9, так и минуя его, в зависимости от температуры компрессора, регулировка осуществляется с помощью термостата 8. Составные части винтового компрессора: 1. Всасывающий воздушный фильтр 2. Всасывающий клапан 3. Винтовой блок 4. Ременная передача 5. Электродвигатель 6. Масляный фильтр 7. Маслоотделитель 8. Термостат 9. Маслохладитель 10. Концевой воздухоохладитель 11. Предохранительный клапан 12. Система трубопроводов 13. Реле давления 14. Блок электронного управления и контроля 15. Вентилятор 16. Корпус Дата публикации: 22.11.2006 Другие публикации
|
|
||||||
teplo-faq.net