項目簡（jiǎn）介

方案描述                                            

□應用概述
 氣動技術生產過程自動化和機械化的最有效手（shǒu）段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易（yì）維護等優（yōu）點，空壓機是氣動係統中（zhōng）機電引氣源裝置中（zhōng）的主體，可實現將（jiāng）氣體進（jìn）行（háng）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、生產加工等行（háng）業。

□應用挑戰
提供高質量供（gòng）氣，壓力波動小；
實現節（jiē）能運行，降低運行成本；
降低設備運（yùn）行噪（zào）聲，改善運行環境；
避（bì）免（miǎn）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（héng）轉矩負載，通過螺杆的壓縮將氣體增加輸送至（zhì）管網，傳統項目中，空壓機電機一直運行（háng）於（yú）工頻50Hz，氣壓達到要（yào）求時，就關閉進氣閥進入卸載運行（háng），此時的電機仍（réng）處於工頻運行狀態，做的是無用功。
 變頻方案的控製原理（lǐ）是：利用（yòng）變頻節能技術，降（jiàng）低空（kōng）載運行時電機的運（yùn）行頻率，達到減（jiǎn）少功耗的目的，方案還可實現設備的軟啟動，進（jìn）一步（bù）降低啟動電流，減少電（diàn）網衝擊，同時低頻率運行噪聲（shēng）也會將低（dī），各器件承（chéng）受的壓力（lì）會降低，改善運行的工況，提高係統（tǒng）可靠性。

1.產品介紹及應（yīng）用　　

相（xiàng）關產品                                          

　　空壓機專用變頻器一體櫃

• 　　空壓機節能改造（zào）方（fāng）案

　　空壓機（jī）專用（yòng）陛得變頻器一體櫃

　　產品簡介

　  空壓機專用變頻器一體櫃主（zhǔ）要（yào）是針（zhēn）對空壓（yā）機代理商變頻改造市場而研發的，以往大部分空壓機代理商都是被動做空壓機（jī）改（gǎi）造，客戶有需求（qiú）的時候主動要求空壓機的代理商來做空（kōng）壓機變頻節能改造，原因主要是大部分空壓機代理商（shāng）沒（méi）有具備裝配和安裝調試的實力或不成規（guī）模，現在我（wǒ）們推出的就是一款集成式一（yī）體化節能櫃，自帶空壓機驅動係統，不（bú）需要對原係統（tǒng）進行大改動，簡單調（diào）試，安裝方便（biàn）。

　　產品特點

　　更強勁（jìn）的性能
■ 卓越的V/F和SVC控製性能，起動力矩大，速（sù）度穩
■ V/F分離，電壓頻率分別調節，適用於專業應用
■一體化機箱設計，方（fāng）便快捷（jié）的操作麵（miàn）板，隨時根據工況修改參數，達到最優控（kòng）製
■ 有轉速、轉矩控製兩（liǎng）種模式，轉矩模式響應快，精（jīng）度高（gāo）
■ 更多的（de）V/F曲線，可適應更（gèng）多
■ 節能效果明（míng）顯，大（dà）多數情況下具有15%～45%的節電率

　　更完善（shàn）的保護
■ 集成獨立的工變頻切換係統
■ 41個的故障檢測代碼
■ 上電周圍設備自檢，更（gèng）安全
■ 優化過壓失速控製和保護，更穩定
■ 故障時的保護動（dòng）作可（kě）選，保護更準確
■ 優化的電源（yuán）瞬停（tíng）判斷功能，降低誤停（tíng）機概（gài）率
■ 更高的硬件冗餘設計，更為可靠
■ 獨立風道設計，有效的解（jiě）決控製櫃內的散熱問題

　　更靈活（huó）的應用
■ 輸入輸（shū）出信號（hào）類型（xíng）、電（diàn）源公共（gòng）端子通過跳線（xiàn）可選（表格或圖）
■ 有共直流母線功能
■ 豐富的選件和擴展卡：有LCD麵板、IO擴展卡（kǎ）、通訊卡等
■ 有PT100、PT1000接口可（kě）選，供檢（jiǎn）測電機溫度
■ 兼容多種有源傳感器信號
■ 端子有效電平可定義，係統設計更靈活

　　更豐富的功能
■ 多功能麵板，用戶參（cān）數（shù）可自定（dìng）義
■ 優化的PID控製—兩段PID參數等
■ 輸入輸出功能新增：虛擬端子功能、模擬量通道用作數字輸入等
■ 轉速追蹤再啟動，更快速
■ AI曲線設置、選擇和（hé）校正
■ PID反轉截止（zhǐ）功能；AI可擴展為DI功能；參（cān）數備份功能

技術參數

　　比亞迪廠區空壓機專用變頻器

　　四、空壓機（jī）節能改造方案及具體分析

　　》行（háng）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壓（yā）力的設備（bèi）。它的用途（tú）廣泛（fàn），可以用於冶金（jīn）、機械（xiè）製造、礦山、電力、紡（fǎng）織、石油化工等各個行業。空壓機占大型工業設備(風機、水泵、鍋爐、空壓機 等)耗電量的15%。經考察（chá），大部分空（kōng）壓機自身存在著（zhe）以下幾個缺點（diǎn）:
1、輸出壓力大於一定值時，自動打開泄載閥，使異步電機（jī）空轉（zhuǎn），嚴重浪費能源。
2、異步電動機（jī）易頻繁啟動、停止，影響電機的使用壽命（mìng）。
3、工作條件惡劣，噪（zào）音大 。
4、自（zì）動化（huà）程度低，輸出壓力調節（jiē）靠人為調節閥開度（dù）來實現，調節速度慢，波動大，不穩定，精度低。
5、空壓機（jī）工頻啟動電流大，對（duì）電（diàn）網衝擊大，電機軸承磨損大，設備維護量大。
針對以（yǐ）上問題，可使用（yòng）變頻（pín）器實現（xiàn）對螺杆（gǎn）式空氣壓縮機的節能改造，改造後自動化程度（dù）高，節能效果顯著。

　　》工作原理和控製方式分析（xī）
    螺杆式空壓（yā）機的工作原理如下圖所示，空氣經（jīng）空氣過濾器和吸氣調節閥而吸入。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（piàn）安裝在轉（zhuǎn）子的槽中，並通過離心力將滑片推至 氣缸壁，高效的注油係統能夠確保壓縮機良好（hǎo）的冷卻及潤滑油的最小舒（shū）適耗量，在氣（qì）缸壁上形成的一層薄（báo）薄的（de）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（kōng）氣溫度較高，其中混有一（yī）定的（de）油氣，經過油氣分離器進行分離之 後，油氣（qì）經過油冷卻器（qì）冷卻再經過（guò）油過（guò）濾器流回（huí）儲（chǔ）油罐，空氣經過氣冷卻器(空氣冷卻裝置)進行冷卻而進入儲氣罐。

　　控製方式分析
空壓機（jī）變頻（pín）改造後係統應滿足以下要求：
■ 電機（jī）變頻運行狀態保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動範圍不超（chāo）±0.05Mpa。
■ 係統具有變頻和工頻兩（liǎng）套控（kòng）製回路。
■ 係統具有開（kāi）環和閉環兩套控製回路。
■ 一台變（biàn）頻器能控製兩台空壓機組，可用轉換開（kāi）關切換。
■ 根據空壓機（jī）的（de）工況要求，係統應保障電動機具有恒轉矩運行特性。
■ 為防止諧波幹擾空壓（yā）機控製器，變頻器（qì）輸入端應（yīng）有抑（yì）製（zhì）電磁（cí）幹擾的措施。
■ 在用電氣量小的情況（kuàng）下，應保障（zhàng）電機繞組溫度和電機噪音不超過允許範圍。
■ 考慮到係統以（yǐ）後擴展問題，變（biàn）頻器應滿足（zú）將來工況擴展（zhǎn）的要求。

　　》係統方（fāng）案選型
係統選用深圳市黄瓜视频下载（hé）成科技（jì）有限公司空壓機專用陛得係列變（biàn）頻器，具有以下特性：
■ 頻率精度：數字設定為0.01Hz；模擬（nǐ）設定為±0.1%，可使壓力波動範圍滿（mǎn）足設計要求。
■ 過（guò）載能力強（qiáng）：150%額（é）定電（diàn）流60s；180%額定電流1s。
■ 失速控製功能：有效防止頻繁過流過壓跳閘。
■ 內置PID：可方便實現（xiàn）閉環控製（zhì）係統。
■ 轉矩補償和提升功能：對空壓機這種恒（héng）轉矩負載適用性較好。
■ AVR功能（néng）：當電網電壓變化時，能自動保持（chí）輸出電壓恒定。
■ 自動節能：輕載情況下自動降低輸出電壓，達到節能效果。
在變頻器輸入端加裝輸入電抗器，能有效抑製變頻（pín）器（qì）對電網的幹（gàn）擾。在變頻器輸出（chū）端加裝輸出電抗器，能保障低頻 運行時電機溫度和噪音不超過允許（xǔ）範圍。

　　》控製（zhì）電（diàn）氣圖&現場應用

》參數設定

》方案優點
1、節約能源
    變頻器控製壓縮機與傳統（tǒng）壓縮機比較（jiào）：根據空氣量需求來調節壓縮（suō）機工況是非常經濟的（de）運行狀態，節約能源效 果最顯著。

　　2、降低運行成本
    傳統壓縮（suō）機的運行成本由三項（xiàng）組成：初始（shǐ）采購成本、維（wéi）護成本和能源成本。其中能（néng）源成本大約占壓縮機運行成 本的（de）70%左右。通過降低能源成本30~40%，再（zài）加上變（biàn）頻起（qǐ）動後對設備的衝擊減少，維護和維修量也（yě）跟隨降低（dī），所以運
行成本將大大降低。

　　3、提高壓力控製精度
    變頻控製（zhì）係統具有精確的壓（yā）力（lì）控製能（néng）力，使（shǐ）壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣係統所（suǒ）需的氣（qì）量相匹（pǐ）配。變頻控（kòng） 製壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改（gǎi）變（biàn）。由於變頻控製電機速度的精度提高，所以它可以使管網的（de）係（xì）統壓 力變化保持在±0.002Mpa範圍內（nèi），有效地提高了工況的質量。

　　4、延長壓縮機使用壽命
    變頻器從0Hz起動壓縮機（jī），它（tā）的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電氣部件和機械部件所造成 的衝擊，增強係統（tǒng）可靠性，使壓縮機的使用壽（shòu）命延長。
    此外，變頻控製能夠減少機組起動時電流（liú）波（bō）動，這一波動電流會影響電網（wǎng）和其它設備（bèi）的用電。空壓機專用變頻器能夠有效地將起動電流的峰值（zhí）減少到最低。

　　5、低了空壓機的噪音
    根據壓縮（suō）機的（de）工況要求，變頻（pín）節能改造後，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行（háng）時的噪音。現場測定表明，噪音與原係統（tǒng）比較下降約3至7分貝（bèi）。

　　6、以貴單位車間單台空壓機22kW實際改造為例：
■ 改造前每月用電約為：
P動= U*I*cosφ   =1.732×0.38KV×44A×0.85≈24.62kW
（cosφ=0.85  電網電壓（yā）U=380V  空壓機在工頻50Hz運行時（shí）I=44A ）
■ 根（gēn）據經驗數據，加裝空壓機變（biàn）頻器運行後電流平均值大約為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

　　每月用電節電： 15363kW-12218kW≈3145kW.h

　　節電率為：（24.62-19.58）/24.62≈21%

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

　　每年節電電費：2359元×12月≈28308元