空壓機能效“大作戰(zhàn)”

文/ Thilo Krebs，Thomas Horn

空壓機能效“大作戰(zhàn)”

文/ Thilo Krebs，Thomas Horn

降低能源消耗：越來越高效地利用資源、降低能源成本以及新的能源供應(yīng)模式和日趨嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)都要求企業(yè)具有更加節(jié)能的解決方案圖片來源：? alexlmx; ? nattaplan / Fotolia.com [M] Alban

創(chuàng)新性的驅(qū)動控制解決方案提高了空壓機的效率——幾乎沒有其他技術(shù)領(lǐng)域像壓縮空氣生產(chǎn)領(lǐng)域這樣努力地提高效率。其中，沖在最前面的是壓縮空氣專家Kaesser公司，通過與西門子公司的合作他們已經(jīng)取得了圓滿的成功。

“我們對自身提出了很高的技術(shù)要求，旨在使Kaesser公司的空壓機成為全球著名的空壓機產(chǎn)品。”Kaesser公司市場總監(jiān)和技術(shù)專家Wolfgang Hartmann先生強調(diào)說。該公司開發(fā)生產(chǎn)的壓縮空氣系統(tǒng)正在不斷地改進(jìn)優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率。例如，Kaesser公司早在四年前就按照最新的IE3節(jié)能電機開發(fā)設(shè)計空氣壓縮機。在過去的兩年里，該公司空壓機的節(jié)能效率不斷提高，30～315 kW全系設(shè)備配備了節(jié)能型 IE4 電機。

“通過電機的熱負(fù)荷優(yōu)化明顯地延長了電機的維護(hù)保養(yǎng)周期。”——Wolfgang Hartmann先生，Kaesser公司

在今年的漢諾威展會上，他們展示了全新的解決方案，與西門子公司合作開發(fā)的ASD系列螺桿式空氣壓縮機以及全新的驅(qū)動技術(shù)方案。ASD 系列變頻空壓機將首次配備同步磁阻電機，與異步電機相比，其主要優(yōu)勢在于較大范圍內(nèi)的部分負(fù)載效率增幅可達(dá) 10%。用Hartmann先生的話來講，這是一個重要的里程碑：“這一驅(qū)動理念數(shù)十年來一直為行業(yè)所熟知。但直到現(xiàn)在，其在系列電機生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的實施才達(dá)到技術(shù)完美，使全球的用戶從中受益。”

兩組數(shù)據(jù)

至10%

新驅(qū)動技術(shù)在部分負(fù)載范圍的效率增幅高達(dá) 10%，根據(jù)新的 EN 50598 效率標(biāo)準(zhǔn)，這位列 IES2 類別前列，并且可以顯著降低能源成本。

每年節(jié)約450歐元

使用 ASD-SFC 系列螺桿式空壓機后，每年能源成本平均節(jié)省大約 450 歐元（以運行6000小時，每千瓦時為10歐分來計算）。

Simotics GP/SD 電機和 Sinamics G120 變頻器的完美配合是西門子創(chuàng)新型同步磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)卓越的可控制特性的關(guān)鍵

高效率的變速驅(qū)動系統(tǒng)

“我們的 ASD 系列變速版（SFC）為全球客戶步入極低能耗和極低運行成本發(fā)展之路創(chuàng)造了機會。”Hartmann先生強調(diào)說。這一點很重要，因為壓縮空氣氣站通常采用模塊化組合：采用 IE3和 IE4 電機的持續(xù)運行空壓機系統(tǒng)可以滿足基載要求，而額外的峰值負(fù)載空壓機可靈活響應(yīng)，滿足峰值要求；整個系統(tǒng)由 SIGMA AIR MANAGER 4.0 主控制器控制和協(xié)調(diào)，以確保最高運行效率。借助西門子新型磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)，運行效率會更高，尤其是在極為重要的部分負(fù)載范圍內(nèi)。

相比之下，同步磁阻電機明顯具有更出色的效率值

實踐經(jīng)驗豐富的Hartmann先生介紹了新型電機的重要性。新的 EN 50598 生態(tài)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于單機驅(qū)動裝置的效率值（以前的法規(guī)只關(guān)注單機效率），而且代表了新的監(jiān)管重心轉(zhuǎn)變至整體系統(tǒng)效率。因此，現(xiàn)在評估變速驅(qū)動解決方案的合規(guī)性將依據(jù)整體系統(tǒng)效率，而非單機的效率。這也是開發(fā)新型驅(qū)動系統(tǒng)的原因。

將同步和異步電機的優(yōu)勢集于一身

該創(chuàng)新型通用電機在單機驅(qū)動系統(tǒng)中結(jié)合了同步和異步電機的優(yōu)勢。一方面，電機轉(zhuǎn)子中并未使用鋁制、銅制或昂貴稀少的稀土磁鐵，而是由具有特定型線且連續(xù)排列的電工鋼制成，以使驅(qū)動裝置高度耐用、維護(hù)方便，這正是異步電機的特色優(yōu)勢。

另一方面，新型電機的控制特性與同步電機相當(dāng)。磁阻電機轉(zhuǎn)子設(shè)計獨特，即便在高轉(zhuǎn)速下工況下,轉(zhuǎn)子也不會額外產(chǎn)生熱能，其關(guān)鍵在于驅(qū)動系統(tǒng)元件（即電機和變頻器）的優(yōu)化匹配。正是這兩個組件的完美配合，才可實現(xiàn)最大節(jié)能效果。

結(jié)語

通過新型同步磁阻電機的應(yīng)用，用戶不僅可以針對特定應(yīng)用和不斷變化的環(huán)境條件享受到最大的靈活性便利性，而且還將負(fù)載的變化考慮在內(nèi)。加上高效的 IE4 異步電機，Kaeser 現(xiàn)在已經(jīng)將驅(qū)動技術(shù)效率提升到新的水平。

本文作者供職于西門子公司驅(qū)動技術(shù)業(yè)務(wù)部。