項（xiàng）目簡介

方案描（miáo）述                                            

□應用概述
 氣動技術生產過程自動化（huà）和機械化的最有效（xiào）手段之一，具有高（gāo）速高效、清潔安全、低成本（běn）、易維護等優點，空（kōng）壓機是氣動係統中機電引氣源裝置中的主體，可實現將氣（qì）體進行壓縮增壓，然後輸送到用氣動係統，可用於（yú）冶金、紡織、電力、礦山（shān）、機（jī）械製造（zào）、生產加工等行業。

□應用挑戰
提供高質量供氣，壓力波動小；
實現節能運行，降低運行成本；
降低設備運（yùn）行（háng）噪聲，改善運行（háng）環境；
避免機械（xiè）共振，提高係統穩定性；

解（jiě）決方案：

　　
 螺杆空壓（yā）機的負（fù）載特性為恒轉矩負（fù）載，通（tōng）過螺杆（gǎn）的（de）壓縮將氣體增加輸送至管網，傳統項目中，空壓機電機一（yī）直運（yùn）行於工頻50Hz，氣（qì）壓達到要求時（shí），就關閉進氣閥進入卸載運行，此時的電機仍處於工頻運行狀（zhuàng）態，做的是無用功。
 變頻方（fāng）案的（de）控製原理是：利用變頻節能技術，降低空載運行時電機（jī）的運（yùn）行頻率，達到減少功耗的目的（de），方案還可實現設備的軟啟動，進一步降低啟動電流，減少電（diàn）網（wǎng）衝擊，同時低頻率運行（háng）噪聲也會將低，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　　

相關產品                                          

　　空壓機（jī）專用變頻器一體櫃

• 　　空壓機節能（néng）改造（zào）方案

　　空壓（yā）機專用陛得變頻器一體櫃

　　產品簡介

　  空壓機專用變頻器一體櫃（guì）主要是針對空壓機代理商變頻改造（zào）市場而研發的，以（yǐ）往大部分空壓機代理商（shāng）都是被（bèi）動做空壓機改造，客戶有（yǒu）需求的時候主（zhǔ）動要求空壓機的代（dài）理商來做空壓機（jī）變頻節能改造，原因主（zhǔ）要是大部分空壓機代理商沒有具備裝配和安裝調試的實力或不成規模，現在我們推出的就是（shì）一款集成式一體化節能櫃，自（zì）帶空壓機驅動係統，不（bú）需要對原係統（tǒng）進行大改動，簡單調試，安裝方（fāng）便（biàn）。

　　產品特點（diǎn）

　　更強（qiáng）勁的性能（néng）
■ 卓越的V/F和SVC控製性能，起（qǐ）動力矩大，速度穩
■ V/F分離，電壓頻率分別調節，適用於專業應用
■一體化機（jī）箱設計，方便（biàn）快捷的操作麵板，隨時根據工況（kuàng）修改參數，達到最優控製
■ 有轉速、轉矩控製兩種模（mó）式，轉矩模式響應快，精度高
■ 更多的V/F曲線，可適（shì）應更多
■ 節能效果明顯，大多數情況下具（jù）有15%～45%的節電率

　　更完善的保護
■ 集成獨立的工變頻切換係統
■ 41個（gè）的故障檢測代碼
■ 上電周圍設備自檢，更安全
■ 優化過壓失速控製和保護，更穩定
■ 故障（zhàng）時的保（bǎo）護動作可（kě）選，保護更準確
■ 優（yōu）化的電源瞬（shùn）停判斷功能，降低誤停機概（gài）率（lǜ）
■ 更高的硬件冗餘設計，更為可靠
■ 獨立風道設計（jì），有效的解決控製櫃內的散熱問（wèn）題

　　更靈活的應（yīng）用（yòng）
■ 輸入輸出信號類型、電（diàn）源（yuán）公共端子通過跳線（xiàn）可（kě）選（表（biǎo）格或圖）
■ 有共直（zhí）流母線功能
■ 豐富的（de）選件和擴展卡：有LCD麵板、IO擴展卡、通訊卡等（děng）
■ 有PT100、PT1000接口可選，供檢測電機溫度
■ 兼容多種有源傳感（gǎn）器信號
■ 端子有效電平可定義，係統設計更靈活

　　更（gèng）豐富的功能
■ 多（duō）功能麵板，用戶參數可自定義
■ 優化的PID控製—兩段PID參數等（děng）
■ 輸入輸出功能新增：虛擬（nǐ）端子功（gōng）能、模擬量通（tōng）道用作（zuò）數字輸入等
■ 轉速追蹤再啟動（dòng），更（gèng）快速
■ AI曲線設置、選擇和校正
■ PID反轉截（jié）止功能；AI可擴展為DI功能；參數備份功能（néng）

技（jì）術參數

　　比亞（yà）迪廠區空壓機專用變頻器

　　四、空壓機節能改造方案及（jí）具體分析

　　》行業概述
    空氣壓縮機是一種利用（yòng）電動機將氣體（tǐ）在壓縮腔內進行壓縮並使（shǐ）壓縮的氣體具有一定壓力的設備。它的用途廣泛，可以用於冶金、機械製造、礦山、電力、紡織（zhī）、石（shí）油化工等各個行業。空壓（yā）機占大型工業設備(風機、水泵、鍋爐、空壓機 等)耗電量的（de）15%。經考察，大部分空壓機自身存在著以下幾個缺點:
1、輸出壓力大於一定值時，自動打開泄載閥，使異步電機空轉，嚴重浪費能源。
2、異（yì）步電動機易頻繁啟動（dòng）、停止，影響電機的使用壽命。
3、工作條件（jiàn）惡劣，噪音大 。
4、自動化程度低，輸出壓力調節靠人為調節閥開（kāi）度來實現，調節速度慢，波動大，不（bú）穩定，精度低。
5、空壓機工頻啟動（dòng）電流大，對電網衝（chōng）擊大，電機軸承磨損大，設備維護量大。
針對以上問題，可使用變（biàn）頻器實現對螺杆式空氣壓縮機的節能改造，改造（zào）後自動（dòng）化程度高，節能效果顯（xiǎn）著。

　　》工作原理和控製方式分析
    螺杆式空壓機的工作原理如下圖（tú）所示，空氣經空氣過濾器和吸氣調（diào）節閥而（ér）吸入。該（gāi）調節閥主要用於調節氣缸、轉子（zǐ） 及滑片形成的壓縮（suō）腔，陰、陽轉子旋轉相對於氣缸裏偏（piān）心（xīn）方式運轉。滑（huá）片安裝在轉子的槽中（zhōng），並通過離心力將（jiāng）滑片推至（zhì） 氣缸壁，高效的注油係統（tǒng）能夠確保壓（yā）縮機良好的冷卻及潤滑油的最小舒適耗量，在氣缸壁上形成的一層薄薄的油膜可以 防止金屬部件之間直接接觸而造成磨損。經壓縮後的（de）空氣溫（wēn）度較高（gāo），其（qí）中混（hún）有一定的油氣，經過油氣分離器進（jìn）行分離之 後（hòu），油氣經過油冷卻器冷卻再經過油過濾器流回儲油罐（guàn），空氣經過氣冷卻器(空氣冷卻裝置)進行冷卻而進入儲氣罐（guàn）。

　　控製方式分析
空壓機變頻（pín）改造後係統應滿足以（yǐ）下要（yào）求：
■ 電機變頻運行狀態保（bǎo）持儲（chǔ）氣罐（guàn）出口壓力穩定，壓力波動範圍不超±0.05Mpa。
■ 係統具有變頻和工頻兩套控製回路。
■ 係統具有開環（huán）和閉環兩套控製回路。
■ 一台變頻器能控製兩台空壓機（jī）組（zǔ），可用轉換開關切（qiē）換。
■ 根據空壓機（jī）的工況要求，係統應保障電動機具（jù）有恒轉矩運行特性。
■ 為防止諧波幹擾空壓機控製器，變頻器輸入端應有抑製電磁幹擾的措施。
■ 在用電氣量小的情況下（xià），應保障電機繞（rào）組（zǔ）溫度和電機噪音不超過允許範圍。
■ 考慮到係統以後擴展問題，變頻器應滿足將來工況擴（kuò）展的要求。

　　》係統方案選型
係統選用深圳市一和（hé）成科技有限公司空壓機專用陛得（dé）係列變頻（pín）器（qì），具有以（yǐ）下特性：
■ 頻率精度：數字設定為0.01Hz；模擬設定為±0.1%，可使（shǐ）壓力波（bō）動範（fàn）圍滿足設計要求。
■ 過載能力強：150%額（é）定電流60s；180%額定電流1s。
■ 失速控製功能：有效防（fáng）止頻繁過流過壓（yā）跳閘。
■ 內置PID：可方便實現閉環控製係統。
■ 轉（zhuǎn）矩補償和提升（shēng）功能：對空壓機這種恒（héng）轉矩負載適用性較（jiào）好。
■ AVR功能：當電網電壓變化時，能自動保持輸（shū）出電壓恒（héng）定。
■ 自動節能（néng）：輕載情況下自（zì）動降低（dī）輸出電壓（yā），達到節能效果。
在變頻器輸（shū）入端加裝輸入電抗器，能有效抑製（zhì）變頻器（qì）對電（diàn）網的幹擾（rǎo）。在變頻器輸（shū）出端加裝輸出電抗器，能保障低頻 運行時電機溫度和噪音不超過允許（xǔ）範圍。

　　》控製電氣圖&現場應用

》參數（shù）設定（dìng）

》方案（àn）優點
1、節約能源
    變頻器控（kòng）製壓縮機與傳（chuán）統壓縮（suō）機比較：根據空氣量需求來調節壓（yā）縮機工況是非常經濟的運（yùn）行（háng）狀（zhuàng）態，節約（yuē）能源效 果最顯（xiǎn）著。

　　2、降（jiàng）低（dī）運行成本
    傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本（běn）。其中能源成本（běn）大約占壓縮機運行成（chéng） 本（běn）的70%左右。通過降低能源成本30~40%，再加上變頻起動後對設備的衝擊（jī）減（jiǎn）少，維護和維修量也跟隨降低，所以運（yùn）
行成本將大大降低。

　　3、提高壓力控製精度
    變頻控製係統（tǒng）具（jù）有精確（què）的壓力控製能力，使（shǐ）壓縮機（jī）的（de）空氣壓力輸出與用戶空氣係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（yóu）於變頻控製電機速度的精度（dù）提高，所以（yǐ）它可以使管網的係統壓 力變（biàn）化保持在±0.002Mpa範圍內，有效地提高了工況的質（zhì）量。

　　4、延長壓縮機使用壽命（mìng）
    變頻器從0Hz起動壓縮機，它的（de）起動加速時間可以（yǐ）調整，從而減少起動（dòng）時對壓縮機的電氣部件和機械（xiè）部件所造成 的衝擊，增強係統可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。
    此外，變頻控製能夠減少機組起動時電（diàn）流波動，這一（yī）波動電（diàn）流會影（yǐng）響電網和（hé）其它設備的用電。空壓機專（zhuān）用變（biàn）頻器能（néng）夠有效地將起動電流的峰值減少到最低。

　　5、低了空壓機的噪（zào）音
    根據壓縮機的工況（kuàng）要求（qiú），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，噪音與原係統比較下降（jiàng）約3至7分貝（bèi）。

　　6、以貴單位車間單台空壓機（jī）22kW實際（jì）改造為例：
■ 改（gǎi）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（diàn）網電壓U=380V  空壓機（jī）在工頻（pín）50Hz運行時I=44A ）
■ 根據經驗（yàn）數據，加裝空壓機變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（yuè）用電節（jiē）電： 15363kW-12218kW≈3145kW.h

　　節電率為：（24.62-19.58）/24.62≈21%

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

　　每年節（jiē）電電費：2359元×12月≈28308元