項（xiàng）目簡介

方案（àn）描述                                            

□應用概述
 氣動技術生產過程自動化和機械化的最有效手段之一，具有高速（sù）高效、清潔安全（quán）、低（dī）成本、易維護（hù）等優點，空壓機是氣動係統中機電引氣源裝置中的主體，可實現將氣體進行壓縮增壓，然後輸送到用氣動係統，可用於冶金、紡（fǎng）織、電力、礦山、機械製造、生產（chǎn）加工等行業。

□應用挑戰
提（tí）供高質量供氣，壓力（lì）波動小；
實現節能運行，降低運行成本；
降低設備運行噪聲，改善運行環境；
避免機械共振，提高係統穩定性；

解決方案：

　　
 螺杆空壓機（jī）的負載特性為恒轉矩負載，通過螺杆的壓（yā）縮將氣體增加輸送至管（guǎn）網（wǎng），傳（chuán）統項目中，空壓機電機一直運行於工頻（pín）50Hz，氣壓（yā）達到要求時，就關閉進（jìn）氣閥進入卸載運行，此時的電（diàn）機（jī）仍處於工頻（pín）運行狀態，做的是（shì）無用功。
 變頻方案的控製原理是：利用變頻節能（néng）技術，降（jiàng）低空載運行時電機的運行頻率，達到（dào）減少功耗的（de）目的，方案還可實（shí）現設備的軟（ruǎn）啟（qǐ）動，進一步降低啟動電流，減少電網衝擊，同時（shí）低頻（pín）率運行（háng）噪聲（shēng）也會將低，各器件承受的壓力會降低，改善運行的工況，提高係統可靠性。

1.產品介紹及應用（yòng）　　

相關產品                                          

　　空壓機專用變頻器一體櫃

• 　　空壓機節能改造方案

　　空壓（yā）機專用陛得變頻器一（yī）體櫃（guì）

　　產品（pǐn）簡介

　  空（kōng）壓機專用變（biàn）頻器一體櫃主要（yào）是針對空壓機代理商變頻改造市場而研發的，以往大部分空壓（yā）機代理商都是（shì）被動做空壓機改造，客戶有需求的時候主動要求空壓機的代理（lǐ）商來做空壓機變頻節能改造，原因主要是大部分空壓機代理商沒有具備裝配（pèi）和安裝調試的實力或不成規模，現在（zài）我（wǒ）們推（tuī）出的就是一款集成式一體化節能櫃，自帶空壓機驅動係統，不需要對原係統進行大改動，簡（jiǎn）單調試，安（ān）裝方便（biàn）。

　　產品特點

　　更強（qiáng）勁的性能
■ 卓（zhuó）越的V/F和SVC控製性能，起動力矩大，速度穩
■ V/F分離，電壓頻率分別調節，適用（yòng）於專業應用
■一體化機箱設計，方便快捷的操（cāo）作麵板（bǎn），隨時根據（jù）工（gōng）況（kuàng）修改參數，達到最優控製
■ 有轉速、轉矩控製兩種模（mó）式，轉矩模（mó）式響應快，精度高
■ 更多的V/F曲線，可適應更多（duō）
■ 節能效果明顯，大多數情況下具有15%～45%的節電率（lǜ）

　　更完善的保護
■ 集（jí）成獨（dú）立的工變頻切（qiē）換（huàn）係統
■ 41個（gè）的故障檢測代碼
■ 上電周圍設備自檢，更安全
■ 優化過壓失速控製（zhì）和保護（hù），更穩定
■ 故障時的保護動作可選，保護更（gèng）準確
■ 優化的（de）電源瞬停判斷功能，降低誤停機概率
■ 更高的硬件冗餘設計，更為可靠
■ 獨立風道設計（jì），有效（xiào）的（de）解決控製櫃內的散熱問題

　　更靈活的應用
■ 輸入輸出信號類型、電源公共端子通過跳線可選（xuǎn）（表格或（huò）圖）
■ 有共直流母線功能
■ 豐富的選件和（hé）擴展卡：有（yǒu）LCD麵（miàn）板、IO擴展卡、通訊卡等
■ 有（yǒu）PT100、PT1000接口可（kě）選，供檢測電機溫度
■ 兼容多種有源傳感（gǎn）器信（xìn）號（hào）
■ 端（duān）子有效電平可定義，係統（tǒng）設計更靈活

　　更豐富的功能
■ 多功能麵（miàn）板（bǎn），用戶參數可自定義
■ 優化的PID控製—兩段PID參數等
■ 輸入輸出功能新增（zēng）：虛擬端子功能、模擬量通道用作數字輸入等
■ 轉速追（zhuī）蹤再（zài）啟動，更快速
■ AI曲線設置、選擇和校正
■ PID反轉截（jié）止功能（néng）；AI可擴展為（wéi）DI功能；參數備份（fèn）功能

技術參數

　　比亞（yà）迪廠（chǎng）區空壓機專用變頻器

　　四、空壓機節能改造方案及具體（tǐ）分析

　　》行業概述
    空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內進行壓縮並使壓縮的氣體具有一定（dìng）壓力的設備。它的用途廣泛，可以用於冶金、機械製造（zào）、礦山、電力、紡（fǎng）織、石油化工等各個行（háng）業。空壓機（jī）占大型（xíng）工業設備(風機、水泵（bèng）、鍋爐、空壓機 等)耗（hào）電量（liàng）的15%。經考察，大部分空壓機自身存在著以下幾個缺點（diǎn）:
1、輸（shū）出壓力大於一定值時，自動打開泄載閥，使異步電機空轉，嚴（yán）重浪費能源。
2、異步（bù）電動機易頻繁啟動、停（tíng）止，影響電機的使用壽命。
3、工（gōng）作條件（jiàn）惡劣，噪音大 。
4、自動化程度低，輸出壓（yā）力調節靠人為調（diào）節閥開度（dù）來實現，調節速度慢，波動大，不穩定，精度低。
5、空壓機工頻啟動電流大，對電網衝擊（jī）大，電機軸（zhóu）承磨（mó）損大，設備維護量大。
針對以上問題，可使用變頻器實現對螺（luó）杆式空氣壓縮機的節能改造，改造後自（zì）動（dòng）化程度高，節能效果顯著。

　　》工作（zuò）原理和控製方式分析
    螺杆式空壓機（jī）的工作原理如下圖所示，空氣經空氣過濾器和吸氣調節閥而吸（xī）入（rù）。該調節閥主要用於調節氣缸、轉子 及（jí）滑片形成的壓縮腔，陰、陽轉子旋轉相對於氣缸裏偏心方式運轉。滑片安裝在轉子的槽（cáo）中，並通過離心力將滑片推至（zhì） 氣缸壁，高效的注油係統能夠（gòu）確保壓縮機良好的冷卻及潤滑油（yóu）的最小舒適耗量，在氣缸壁上（shàng）形成（chéng）的一層（céng）薄薄的油膜可以 防止金屬部件之間直接接觸而造成磨損。經壓縮後的空氣溫度較高，其（qí）中混有一定的油氣，經過油氣分離器進行分離之 後，油氣（qì）經過油冷卻器冷卻再經過油過濾器流回儲油罐，空氣經過氣冷卻器(空氣冷卻裝置)進（jìn）行（háng）冷卻而進入儲氣罐。

　　控（kòng）製方式分析
空壓機變頻改造後係統應（yīng）滿足以下要求：
■ 電（diàn）機變頻運（yùn）行狀態保持儲（chǔ）氣罐出口（kǒu）壓力穩定，壓力波動範圍不（bú）超±0.05Mpa。
■ 係統具（jù）有變頻（pín）和工頻兩套控製回路（lù）。
■ 係統具有開（kāi）環和（hé）閉環兩套控製回路。
■ 一台變頻器能控製（zhì）兩台空壓（yā）機組，可用轉換開關切換。
■ 根據空壓機的工況要求（qiú），係統（tǒng）應保障電動機具有恒轉矩運行特性。
■ 為防止諧波幹擾空壓機控製器，變頻器（qì）輸入端應有抑製電磁幹擾的措施。
■ 在用電氣量小的情況下，應保障電機繞組溫度（dù）和電機噪音不（bú）超過允許範圍。
■ 考慮到係統（tǒng）以後擴展（zhǎn）問題，變頻器應（yīng）滿足將來工況擴展的要求。

　　》係統方案選型
係統選用深圳市一和成科技有限公司空壓機專用陛得係列變頻器，具有以下特性：
■ 頻率精度（dù）：數字設定為0.01Hz；模（mó）擬設定為±0.1%，可使壓力波動範圍滿足設計要求。
■ 過載能力強：150%額定電（diàn）流60s；180%額定電（diàn）流1s。
■ 失（shī）速控製功能：有效防止頻繁過流過壓跳閘。
■ 內置PID：可（kě）方便實現閉環控製係統。
■ 轉矩補償和提升（shēng）功能：對空（kōng）壓（yā）機這種恒轉矩（jǔ）負載適用性較好。
■ AVR功能：當電網電壓（yā）變化時，能自動保持輸出電壓恒定。
■ 自（zì）動節能：輕（qīng）載情況下自動降低輸（shū）出電壓，達到節能效果。
在變頻（pín）器輸（shū）入端加裝輸入（rù）電（diàn）抗器（qì），能有效抑製變頻器對電網的幹擾。在（zài）變頻器輸出端加裝輸出電抗器，能保障低（dī）頻 運行時電機（jī）溫度和噪音不超過允許範圍。

　　》控製電氣圖&現場應（yīng）用

》參數設定

》方案（àn）優點
1、節約能源
    變頻器（qì）控製壓縮機與傳統壓縮機比較：根據空氣量需求來調節壓縮機工況（kuàng）是非常經濟（jì）的運行狀態，節約能（néng）源（yuán）效 果（guǒ）最（zuì）顯著。

　　2、降低（dī）運行（háng）成本
    傳統壓縮（suō）機的運行成（chéng）本由（yóu）三項組成：初（chū）始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本（běn）大約占壓縮機運行成 本（běn）的（de）70%左（zuǒ）右。通過降低能源成本30~40%，再加上（shàng）變頻起動後對設備的（de）衝擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運
行成本將大大降低。

　　3、提高壓力控製精度
    變頻（pín）控製係統具有精確的壓力控製能力，使壓縮機的空氣壓力輸出與（yǔ）用戶空氣係（xì）統所需的氣量相匹配。變頻控 製壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由於變頻控製電機速度的精度提高，所以它可以使管網的係統壓 力變化保持在±0.002Mpa範圍內，有效地提高了工況的質量。

　　4、延長壓縮機使用壽命
    變頻（pín）器從0Hz起動壓（yā）縮機，它的起動加速時間可以調（diào）整，從而減少起動時對壓縮（suō）機的電氣部件和（hé）機械部件所（suǒ）造成 的衝擊，增強係統（tǒng）可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。
    此外，變頻控製能夠減少機組（zǔ）起動時電流波（bō）動，這（zhè）一波動電流會影響電網（wǎng）和其它設備的用電。空壓機專用變頻器能夠有效地將（jiāng）起動電流的峰值（zhí）減少到最低。

　　5、低了空壓機（jī）的噪音
    根據壓縮機的工況（kuàng）要求（qiú），變頻節能改（gǎi）造後，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的（de）噪音。現場測定表明，噪音與原係統比較下降約3至7分貝。

　　6、以貴單位車間（jiān）單台空壓機22kW實際改造為例：
■ 改造前每月用電（diàn）約為：
P動= U*I*cosφ   =1.732×0.38KV×44A×0.85≈24.62kW
（cosφ=0.85  電網電壓U=380V  空壓機在工頻50Hz運行時I=44A ）
■ 根（gēn）據經驗數據，加裝空壓機變頻器運行後電（diàn）流平均值大約為35A：
P變=U1*I1*cosφ =1.732×0.38KV×35A×0.85≈19.58kW
（cos=φ0.85  U1=380V  I1=35A，上限頻（pín）率50Hz，下限頻率設定在25-30Hz之間）

　　工頻每月用電 ：24.62kW×24×26≈15363kW.h

　　變頻每月用電 ：19.58kW×24×26≈12218kW.h

　　每月用（yòng）電節電： 15363kW-12218kW≈3145kW.h

　　節（jiē）電率為（wéi）：（24.62-19.58）/24.62≈21%

　　每月節（jiē）電電費：3145kW.h×0.75元/kW.h≈2359元

　　每年節電電費：2359元×12月≈28308元