Частотное управление поршневым компрессором Опции

[poludenny]

Здравствуйте!

Подскажите, допускается ли снижение рабочей частоты поршневых компрессоров?

[poludenny]

Здравствуйте!

Подскажите, допускается ли снижение рабочей частоты поршневых компрессоров?

[daddym]

Вопрос к конкретному производителю конкретной серии.

[XaPaM]

Здравствуйте!

Подскажите, допускается ли снижение рабочей частоты поршневых компрессоров?

По BITZER. При наличии трёхфазного инвертора регулируется от 40Hz до 60Hz на стандартном двигателе, но проблем.
Если нужно "более глубокое" внедрение будьте добры приобрести специсполнение двигателя.

Сообщение отредактировал XaPaM - 29.1.2010, 13:52

[vadim999]

XaPaM Дата 29.1.2010, 13:50 "Если нужно "более глубокое" внедрение будьте добры приобрести специсполнение двигателя."

Плз-з-з, тормозни-те, не догоняю! Разве дело только в двигатели, и что это за специсполнение, онных. Чем определяется "глубизна" внедрения.

[LordN]

Чем определяется "глубизна" внедрения

маслом и его насосом.

[narkom]

Для Копланда


Сообщение отредактировал narkom - 2.2.2010, 0:16

[XaPaM]

Плз-з-з, тормозни-те, не догоняю! Разве дело только в двигатели, и что это за специсполнение, онных. Чем определяется "глубизна" внедрения.

Поршневые:При использовании электродвигателя 230 В/3/50 Гц можно плавно регулировать частоту вращения вала четырехцилиндровых компрессоров (при напряжении сети 400 В/3/50 Гц) в диапазоне 25...87 Гц (двухцилиндровых - 30...87 Гц). Это соответствует частоте вращения вала компрессора 725(870)...2520 1/мин. Таким образом, возможно плавное регулирование производительности в диапазоне 30 (35)...100%.
Инвертор позволяет избежать высокого пускового тока в отличие от прямого пуска с пиками, в 4-8 раз превышающими максимальный рабочий ток.
По этой причине не нужны дополнительные меры по снижению пускового тока, чего иногда требуют энергоснабжающие компании.
Наряду с регулированием частоты вращения вала компрессора плавно регулируется также частота вращения обоих вентиляторов конденсатора. Применяется импульсно-фазовое регулирование в зависимости от температуры окружающей среды, в результате чего изменяется частота вращения конденсаторных вентиляторов в диапазоне примерно от 20 до 100%.
В связи с тем, что преобразователь частоты регулирует частоту вращения компрессора, циклы пуск-остановка сводятся к минимуму. Это положительно сказывается на сроке службы компрессора благодаря бесперебойной подаче масла центробежной системой смазки.
Винтовые:
В отличие от золотникового регулирования производительности, реализуемого в компактных винтовых компрессорах CS-серий, в данном компрессоре указанное регулирование производится с помощью внешнего частотного инвертора. Особенностью компрессоров новой серии является исключительно широкий диапазон регулирования скорости вращения роторов при регулировании частоты от 20 до 90 Гц. В сравнении с работой компрессора на синхронной скорости на частоте 50Гц инверторное регулирование позволяет увеличить холодопроизводительность установки на 80% выше номинальной с диапазоном регулирования 1:4,5. Более того, благодаря реализуемой при этом большей энергонасыщенности холодильного агрегата он выгодно отличается своими малыми размерами и весом от мощных агрегатов, работающих на фиксированной частоте 50Гц.
С учётом широкого диапазона регулирования производительности в различных применениях для компрессоров этой серии был специально разработан чрезвычайно компактный, высокопроизводительный горизонтальный маслоотделитель.

Двигатели:
При использовании частотных инверторов для регулирования холодопроизводительности необходимо учитывать несколько основных соотношений. В асинхронных электродвигателях частота вращения определяется числом пар полюсов и частотой тока питающей сети. При фиксированном числе полюсов (стандартные электродвигатели) частота вращения nдв изменяется в зависимости от частоты тока сети f.

nдв = 60f/N - nпр.
Здесь N - число пар полюсов; nпр - частота проскальзывания.

При этом, однако, для соответствующей адаптации магнитного потока требуется одновременное изменение напряжения питания, что влияет на вращающий момент привода.При определенных эксплуатационных условиях для объемных компрессоров, например поршневых, винтовых и спиральных, требуется практически постоянный вращающий момент во всем диапазоне частот вращения. Поэтому с точки зрения магнитных условий изменение напряжения U должно быть пропорциональным изменению частоты f: U/f = const.
При этом необходимо учитывать, что обычные инверторы не могут выдавать рабочее напряжение электродвигателя выше напряжения питания. Это значит, что на электродвигатель, рассчитанный на конкретное напряжение питания (например, 400 В,50 Гц, 3 фазы), во время работы с превышением синхронной частоты (f>50 Гц) будет подаваться "пониженное напряжение", т.е. электродвигатель не сможет обеспечить полного вращающего момента. Но при условии, что электродвигатель сохраняет достаточный резерв мощности при максимальной нагрузке компрессора (приблизительно 25 % до 60 Гц), эта схема может даже быть предпочтительной. В случае отказа инвертора возможна работа в аварийном режиме непосредственно от источника электроснабжения.
Однако, если максимальный вращающий момент уже достигнут при нормальных условиях, необходим специальный электродвигатель. Иногда применяются так называемые усилители напряжения (при этом необходимо соблюдать пределы напряжения электродвигателя). В зависимости от конструкции и/или допустимого диапазона частот вращения вала компрессора возможны следующие опции специальных электродвигателей на основе вышеуказанного питания 400 В, 50 Гц, 3 фазы (рис. 9):
400 В, 60 Гц, 3 фазы. Используется до 60 Гц (+20 % частоты вращения электродвигателя) с полным вращающим моментом электродвигателя.
230 В, 50 Гц, 3 фазы. Используется до 87 Гц (+73 % частоты вращения электродвигателя) с полным вращающим моментом электродвигателя. Необходимо соблюдение максимально допустимой частоты вращения вала компрессора.

Сообщение отредактировал XaPaM - 2.2.2010, 9:48

[XaPaM]

Для Копланда

Внимательно читаем раздел "NOTES"

[vadim999]

XaPaM Дата Сегодня, 9:45

ОК, с комментарием и .... вопросами.

Про поршня (первый обзац). ..."Таким образом, возможно плавное регулирование производительности в диапазоне 30 (35)...100%."...
По цифрам изменения соотношений диапазонов частот и производительностей получается прямопропорциональная зависимость. Как-то в подобное верится с трудом. Клапана компрессора испортят всю радужную перспективу.
Про "глубизну внедрения":
По LordN Дата Вчера, 19:25 ... "маслом и его насосом." Здесь, стало, вроде все понятно - (насос в картере, привод от коленвала; больше оборотов-больший потребный расход масла, и большая производительность насоса) остались только вопросы "на любителя", на уровне "масляного клина" в нижних головках шатунов.
А вот вопрос уравновешивания компрессора при трехкратном (или +/_ полуторакратном, от среднего значения) изменении частоты вращения, вопрос далеко не "на любителя".
По XaPaM Дата 29.1.2010, 13:50 ..."Если нужно "более глубокое" внедрение будьте добры приобрести специсполнение двигателя."...
Как явствует из поста, "специсполнение" есть возможность переключения обмоток двигателя со звезды (Y) на треугольник(А) и подачи напряжения с частотника, подключенному к 380,В или на А (для увеличения частоты вращения) или на Y ( для уменьшения частоты вращения).
За последнюю фразу прошу не судить строго - электризм не "мой кусок хлеба".
________________
ЗЫ. В порядке частного мнения. Уж больно шибко попахивает рекламкой - всегда с подозрением отношусь к новациям с 2...3-х кратными улучшениями. Спасибо.

[XaPaM]

А вот вопрос уравновешивания компрессора при трехкратном (или +/_ полуторакратном, от среднего значения) изменении частоты вращения, вопрос далеко не "на любителя".
Как явствует из поста, "специсполнение" есть возможность переключения обмоток двигателя со звезды (Y) на треугольник(А) и подачи напряжения с частотника, подключенному к 380,В или на А (для увеличения частоты вращения) или на Y ( для уменьшения частоты вращения).
За последнюю фразу прошу не судить строго - электризм не "мой кусок хлеба".
________________

Поясните пожалуйста что подразумевается под термином уравновешивание? Работа вразнос или что-то другое?
Так, но не совсем. Действительно, для управления компрессорами модельного ряда с 2КС-0.5 по 4СС-9.2, можно использовать стандартный двигатель компрессора, но ВНИМАНИЕ!, скоммутировав его на треугольник(выведенные на боденплатте концы в количестве 6 штук - 3 начала 3 конца позволяют это легко сделать) и запитав от частотного инвертора ДАЮЩЕГО НА ВЫХОДЕ ТРЁХФАЗНУЮ СЕТЬ 230Вольт. Это необходимо для того чтобы мы могли при регулировке поднять частоту до 87Гц и соответсвенно напряжение, соблюдая пропорцию Напряжение/частота=const, до 400 Вольт. На звезду мы можем переключить этот двигатель например при поломке частотника и работать напрямую от обычной сети 400В/3ф/50Гц. Кодировка такого двигателя 40S.
Для остального модельного ряда поршневиков BITZER, чтобы добиться тех же успехов, вместо двигателя 40Р необходима установка специального двигателя. И его нельзя уже подключать напрямую в сеть 400В/3ф/50Гц.

[vadim999]

XaPaM Дата Сегодня, 12:34 ..."Поясните пожалуйста что подразумевается под термином уравновешивание? Работа вразнос или что-то другое?"...

В широком смысле - расчет, проектирование и экспериментальная отработка массо-габаритных параметров противовесов на коленвале под заданное, его число оборотов. "Разнос"- послетствия нарушения уравновешивания от разработки до эксплуатации. Пока писал, вспомнилась картинка изменения моментов на коленвал от движущихся частей механизма, и подумалось, что при увеличении числа оборотов в три раза, можно и шатуны порвать.
Ну, это так, как в кине. А по жизни, при попытке увеличения числа оборотов на серийной боевой бздикалки в 20 кил, на 25% в "разнос" вошли с первой попытки и "штатно" ... еле до кнопки СТОП успели добежать ... .

vadim999 Дата Вчера, 17:07 ..."и подачи напряжения с частотника, подключенному к 380,В "...
XaPaM Дата Сегодня, 12:34 ..."запитав от частотного инвертора ДАЮЩЕГО НА ВЫХОДЕ ТРЁХФАЗНУЮ СЕТЬ 230Вольт. Это необходимо для того чтобы мы могли при регулировке поднять частоту до 87Гц и соответсвенно напряжение, соблюдая пропорцию Напряжение/частота=const, до 400 Вольт. "...

Это и имелось в виду, по умолчанию. Вообще-то в "сухом остатке" - эта схема работает и для всех 3-х фазных Э/Д с возможностью переключением их обмоток А/Y ???

[LordN]

Разнос"- послетствия нарушения уравновешивания от разработки до эксплуатации

роторы компрессоров не раскручивают более 3000об/мин.
т.е. выше номинальных 50-60Гц крутят только 4х и более полюсные движки. двуполюсные не крутят выше 50-60Гц. с этим строго.

[Рекуператор]

2 XaPaM
о герметичных компрессорах?возможно плавное регулирование производительности в диапазоне 30 (35)...100%.

[vadim999]

роторы компрессоров не раскручивают более 3000об/мин.
т.е. выше номинальных 50-60Гц крутят только 4х и более полюсные движки. двуполюсные не крутят выше 50-60Гц. с этим строго.

... т.е. ограничения частот вращения "СВЕРХУ" существуют не только для поршней, но и для винтов? и роторов?.

Шкурный вопрос:
..."двуполюсные не крутят выше 50-60Гц. с этим строго." ... А эти ограничения определяются двигателями или машинами? Короче, есть двуполюсная насоска на "боевом дежурстве", ейная сеть явно просит еще 15...20% производительности - можно малеха поднять частоту вращения?
Спасибо.

[LordN]

есть двуполюсная насоска на "боевом дежурстве", ейная сеть явно просит еще 15...20% производительности

насос или компрессор? запас по мощности у движка хоть какой-нить есть?

ограничения частот вращения "СВЕРХУ" существуют не только для поршней, но и для винтов? и роторов?.

вопщем да, некоторые изготовители прямо пишут цифру - мол максимальные обороты для моей машины 3000 или 3600.. другие не пишут..

тут где-то лежал документ, газовиков-нефтяников, по рекомендациям применения частотников для пром.АД - там все ети ньюансы д.б. разжеваны достаточно подробно.

[XaPaM]

Одним словом:
обязательное условие для двигателя поршневика под частотник
1. возможность коммутации звезда/треугольник;
2. 25% запас по мощности двигателя, чтобы сохранить номинальный вращающий момент вала;
3. запрет превышения максимальной частоты вращения вала т.е., максимальное число оборотов для двигателя 40S(октагон серий С1, С2, С3) не более(если не ошибаюсь) 2500 и 1800 для других.
Вообще то вся фишка в скорости хода поршня. У октагонов шатун короткий у других моделей длинный.
Получается что октагоновский шатун за условную единицу времени, может сделать большее количество возвратно-поступательных движений нежели более длинный шатун других моделей.
Вот отсюда и следует, что октагон можно гарантированно разгонять до 87Гц без опасения разноса, а другие гарантированно до 70Гц, а далее на свой страх и риск.
Ну и при расчёте системы надо брать максимальную производительность компрессора из расчёта этих 87Гц. Т.е. 100%расчётной производительности должно соответствовать 87Гц, с возможностью плавного снижения частоты с уменьшением нагрузки.

Сообщение отредактировал XaPaM - 4.2.2010, 10:48

[Рекуператор]

наверно не важно?

Сообщение отредактировал Рекуператор - 4.2.2010, 15:10

[vadim999]

LordN Дата Сегодня, 10:21 ..." насос или компрессор? запас по мощности у движка хоть какой-нить есть?"...
Насос; истимо еть !

[LordN]

Насос; истимо еть !

тогда можно.
если он подключен звездой в 3х400В, то лучше переключить его в треугольник 3х230В и прицепить к ПЧ. можно оставить и как есть, но если сделать как сказано - то меньше будут потери в движке, меньше будет греться и т.д.
дале нужно только правильно настроить ПЧ и все.

и остаётся лишь уповать на отсутствие кавитации при таком разгоне. других траблов быть не должно. кажись..

[narkom]

Вообще то вся фишка в скорости хода поршня. У октагонов шатун короткий у других моделей длинный.
Получается что октагоновский шатун за условную единицу времени, может сделать большее количество возвратно-поступательных движений нежели более длинный шатун других моделей.

Совершенно непонятно, как количество возвратно-поступательных движений шатуна в единицу времени зависит от его длины
Есть такой параметр, как отношение хода поршня к его диаметру ("stroke to bore ratio" в англоязычной литературе). Для холодильных компессоров этот параметр находится в пределах от 1.25 до 0.98.
При увеличении частоты вращения коленвала, для сохранения средней скорости поршня в допустимых пределах, ход поршня уменьшают, а диаметр, соответственно, увеличивают.
Увеличение диаметра поршня (а, значит, и цилиндра), позволяет расположить на нем клапаны с бОльшим проходным сечением и снизить гидравлические потери в них.
"Вот отсюда и следует, что октагон можно гарантированно разгонять до 87Гц без опасения разноса, а другие гарантированно до 70Гц, а далее на свой страх и риск."

Сообщение отредактировал narkom - 4.2.2010, 21:28

[Рекуператор]

приятно почитать,а то всё сро

Сообщение отредактировал Рекуператор - 5.2.2010, 2:49

[vadim999]

XaPaM Дата Сегодня, 10:43 ..."Вообще-то вся фишка в скорости хода поршня. У октагонов шатун короткий у других моделей длинный.
Получается что октагоновский шатун за условную единицу времени, может сделать большее количество возвратно-поступательных движений нежели более длинный шатун других моделей.
Вот отсюда и следует, что октагон можно гарантированно разгонять до 87Гц без опасения разноса, а другие гарантированно до 70Гц, а далее на свой страх и риск."...

Шибко заумственно, однако не корректна промежуточная логика. Не исключено, - выводы "имеют место быть".
Если тезисно, то:
- скорость поршня за один оборот вала ВСЕГДА переменная, как по величине, так и по направлению, и определяется частотой вращения вала и величиной кривошипа;
- тож, и для шатуна, - длина (абсолютная) шатуна определяется компоновкой и технологией изготовления компра, и величинами боковой нагрузки на стенки цилиндра, создаваемой поршнем. Естественно, масса шатуна (как приведенная) учитывается при расчетах по уравновешиванию;
- исходный посыл narkom*а Дата Сегодня, 2:42, пост # 20, более приближает к пониманию не корректности промежуточной логики, однако самоочарование слова «ФИШКА», отвлекла его с тернистого, но проторенного пути познания термодинамических основ проектирования компров, «Мне, так показалось»(С).


narkom Дата Вчера, 21:24
…»Есть такой параметр, как отношение хода поршня к его диаметру ("stroke to bore ratio" в англоязычной литературе). Для холодильных компессоров этот параметр находится в пределах от 1.25 до 0.98.
При увеличении частоты вращения коленвала, для сохранения средней скорости поршня в допустимых пределах, ход поршня уменьшают, а диаметр, соответственно, увеличивают.
Увеличение диаметра поршня (а, значит, и цилиндра), позволяет расположить на нем клапаны с бОльшим проходным сечением и снизить гидравлические потери в них.»…

0,98 …1,25, «имеет место быть», но природа этих цифр – термодинамическая; Вы забыли про «ея, величество», политропу, точнее, её различные значения для различных рабочих тел (Х/А), а она, как раз, в основном, и определяет соотношения хода и диаметра поршня.
Безнадзорные, от «ея величества» попытки «заигрывания» в угоду расположения клапанов, могут завести, Вас далеко «не в ту степь».
______________
ЗЫ. Частное мнение 2. Не ндравится, когда инженерку не «гигиенично используют»(с) на потребу рекламы.

[XaPaM]

Есть такой параметр, как отношение хода поршня к его диаметру ("stroke to bore ratio" в англоязычной литературе). Для холодильных компессоров этот параметр находится в пределах от 1.25 до 0.98.

Абсолютно правы.
А каково Ваше мнение по вопросу: влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленвала/эксцентриквала. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio. Если обратить внимание на диаметр нижнего подшипника шатуна моделей компрессоров допустимых к разгону до 70Гц они значительно меньше подшипников шатунов компрессоров допустимых к разгону до 87Гц.... наводит на размышления (при этом я б не сказал, что диамтры поршней 87Гц моделей разительно отличаются от аналогичных "тихоходов"...).

[XaPaM]

P.S. К теме о работе в разнос.
Ещё одним "тонким" местом является частота пульсаций в линии нагнетаний и частота возбуждения в опорах компрессора и возникающие при этом резонаннсные колебания в элементах установки. Поэтому надо учитывать при программировании частотника возможность исключения работы на "вредных" частотах.

[vadim999]

XaPa MДата Сегодня, 15:04
..."Если обратить внимание на диаметр нижнего подшипника шатуна моделей компрессоров допустимых к разгону до 70Гц они значительно меньше подшипников шатунов компрессоров допустимых к разгону до 87Гц.... наводит на размышления (при этом я б не сказал, что диамтры поршней 87Гц моделей разительно отличаются от аналогичных "тихоходов"...)."

Извините, что встреваю.
Естественно, Динамические нагрузки в нижней головки шатуна возрастают с увеличением частоты вращения, а при переходе "мертвых" точек + практический удар- вот и приходится "разгонять" головки, а у разъемных - увеличивать диаметры болтов. В чистом виде основы силового расчета, пымашь.

XaPaM Дата Сегодня, 15:31
"P.S. К теме о работе в разнос.
Ещё одним "тонким" местом является частота пульсаций в линии нагнетаний и частота возбуждения в опорах компрессора и возникающие при этом резонаннсные колебания в элементах установки. Поэтому надо учитывать при программировании частотника возможность исключения работы на "вредных" частотах."

Ну и куда деваться бедному юзеру-проектировщику с этими "тонкостями" у "продвигаемом на рынке продукте". В заводском -то мануле даются рекомендации. Или выделенная сентенция в данном посте, только декларируется, в онном.

Сообщение отредактировал vadim999 - 5.2.2010, 18:06

[Рекуператор]

А может у кокого производителя уже есть Компр.+настроенный частотник как один продукт?

[narkom]

А каково Ваше мнение по вопросу: влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленвала/эксцентриквала.

Как заметил vadim999, c учетом увеличения нагрузок на шатун и поршень, для быстроходных компрессоров предпочтительны длинные шатуны, которые уменьшают трение пары «поршень-цилиндр».
Короткий шатун позволяет уменьшить габариты компрессора.
В общем то, изначально вопрос был об уменьшении частоты. Тут, как сказал LordN, ограничения дает система смазки компрессора и уменьшение расхода и скорости хладагента в трубопроводах, приводящее к проблемам возврата масла.

[daddym]

Ну с возвратом масла проблем то нет. Либо по таймеру регулярно выводить на 100% для продувки, либо сдваивать вертикальные участки разным диаметром с заливкой сифона.

[LordN]

Ну с возвратом масла проблем то нет

никто не говорит о проблемах с ним, говорят лишь об ограничениях. это разница!

[XaPaM]

А может у кокого производителя уже есть Компр.+настроенный частотник как один продукт?

"ЭКОСТАР" BITZER - готовый ККБ с частотником, почти плуг энд плей.

Сообщение отредактировал XaPaM - 8.2.2010, 10:09