摘 要: 本文介紹了空壓機(jī)的工作情況,運(yùn)用臺(tái)灣普傳變頻器對空壓機(jī)的改造,節(jié)能效果明顯.
關(guān)鍵詞: 恒壓供氣 變頻器 空壓機(jī) 壓力傳感器 1 引言
空壓機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛地應(yīng)用。它擔(dān)負(fù)著為所有氣動(dòng)元件，包括各種氣動(dòng)閥門，提供氣源的職責(zé)。因此它運(yùn)行的好壞直接影響生產(chǎn)工藝。空壓機(jī)的種類主要有活塞式、螺桿式，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。
2 電機(jī)原理及空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式存在的電能浪費(fèi)
2（1）交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:
n=60f(1-s)/p
其中 n—電機(jī)轉(zhuǎn)速 f—運(yùn)行電頻率;
p—電機(jī)極對數(shù) s—轉(zhuǎn)差率;
2（2） 空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式存在的問題
2.1 能耗分析
加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在Pmin～Pmax之間來回變化。Pmin是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。一般情況下，Pmax、Pmin之間關(guān)系可以用下式來表示:
Pmax＝(1＋δ)Pmin
δ是一個(gè)百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值大致在15%～30%之間。
在加、卸載供氣控制方式下的空壓機(jī)，所浪費(fèi)的能量主要在2個(gè)部分:
(1) 加載時(shí)的電能消耗
在壓力達(dá)到最小值后，原控制方式?jīng)Q定其壓力會(huì)繼續(xù)上升直到最大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放更多的熱量，從而導(dǎo)致電能損失。另一方面，高于壓力最大值的氣體在進(jìn)入氣動(dòng)元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個(gè)耗能過程。
(2) 卸載時(shí)電能的消耗
當(dāng)壓力達(dá)到壓力最大值時(shí)，空壓機(jī)通過如下方法來降壓卸載:關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費(fèi)。據(jù)我們測算，空壓機(jī)卸載時(shí)的能耗約占空壓機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的10%～25%(這還是在卸載時(shí)間所占比例不大的情況下)。換言之，該空壓機(jī)20%的時(shí)間處于空載狀態(tài)，在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下，空壓機(jī)電機(jī)存在很大的節(jié)能空間。
2.2 其它不足之處
(1)靠機(jī)械方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，使供氣量無法連續(xù)調(diào)節(jié)，當(dāng)用氣量不斷變化時(shí)，供氣壓力不可避免地產(chǎn)生較大幅度的波動(dòng)。用氣精度達(dá)不到工藝要求。再加上頻繁調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，會(huì)加速進(jìn)氣閥的磨損，增加維修量和維修成本。
(2) 頻繁采用打開和關(guān)閉放氣閥，放氣閥的耐用性得不到保障。 3 恒壓供氣控制方案的設(shè)計(jì)
針對原有供氣控制方式存在的諸多問題，可應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行恒壓供氣控制。采用這一方案時(shí)，我們可以把管網(wǎng)壓力作為控制對象，壓力變送器YB將儲(chǔ)氣罐的壓力P轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送給PID智能調(diào)節(jié)器，與壓力設(shè)定值P0作比較，并根據(jù)差值的大小按既定的PID控制模式進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生控制信號(hào)送變頻調(diào)速器VVVF，通過變頻器控制電機(jī)的工作頻率與轉(zhuǎn)速，從而使實(shí)際壓力P始終接近設(shè)定壓力P0。同時(shí)，該方案可增加工頻與變頻切換功能，并保留原有的控制和保護(hù)系統(tǒng)，另外，采用該方案后，空壓機(jī)電機(jī)從靜止到旋轉(zhuǎn)工作可由變頻器來啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)沖擊電流和啟動(dòng)給空壓機(jī)帶來的機(jī)械沖擊。 4 系統(tǒng)元器件的選配及系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
4.1
系統(tǒng)壓力要求:最小壓力6.2KG,最大壓力7.8KG.
空壓機(jī): 75KW 4極電機(jī) 螺桿式空壓機(jī) 轉(zhuǎn)速1470r/min，
變頻器: 臺(tái)灣普傳 壓力傳感器1 只（10KG） 4.2 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
(1) 安裝
控制柜安裝在空壓機(jī)房內(nèi)，與原控制柜分離，但與壓縮機(jī)之間的主配線不要超過30m�？刂苹芈返呐渚�采用屏蔽雙絞線，雙絞線的節(jié)距在15m以下。另外控制柜上裝有換氣裝置，變頻器接地端子一定不能與動(dòng)力接地混用，以上措施增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。
(2) 調(diào)試
a) 變頻器功能設(shè)定（不同的工況及控制方式，功能設(shè)定可能不同） 01-00=1設(shè)定為1:運(yùn)行指令由外部端子控制
01-05=20加速時(shí)間:設(shè)定為20S,具體數(shù)值根據(jù)工況及生產(chǎn)要求
01-06=20減速時(shí)間:設(shè)定為20S
01- 10=50最大頻率:設(shè)定為50Hz(等于電機(jī)額定頻率)
01- 24=1 (設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)電機(jī))
01-25=100-105 電機(jī)過載保護(hù)水平:具體數(shù)值根據(jù)工況及生產(chǎn)要求
05-00=1 PI控制方式：設(shè)為有效
05-01=0 PI調(diào)節(jié)誤差極性：設(shè)為正極
05-02=0 PI給定信號(hào)選擇：設(shè)為0
05-03=72% （給定壓力值） PI數(shù)字給定值 (100%對應(yīng)10KG)
05-04=1或2 PI反饋信號(hào)選擇
05-07=5-10 積分時(shí)間 5-10秒
05-09=25 PI調(diào)節(jié)運(yùn)行最小頻率
(3) 調(diào)試中其他事項(xiàng)
增加工變頻裝置,整套改造裝置并不改變空壓機(jī)原有控制原理，原空壓機(jī)系統(tǒng)保護(hù)裝置依然有效。并且工頻/變頻切換采用了電氣及機(jī)械雙重聯(lián)鎖，大大的提高了系統(tǒng)的安全、可靠性。
在調(diào)試過程中，將下限頻率調(diào)至40Hz，然后用紅外線測溫儀對空壓機(jī)電機(jī)的溫升及管路的油溫進(jìn)行了長時(shí)間、嚴(yán)格的監(jiān)測，電機(jī)溫升約2-4℃之間，屬正常溫升范圍，油溫基本無變化，排氣溫度下降5℃。所以40Hz下限頻率運(yùn)行對空壓機(jī)機(jī)組的工作很安全。
(4)節(jié)電數(shù)據(jù)
沒安裝變頻前每天用電量 安裝變頻后每天用電量
24小時(shí)用電量 1728 1417
每天節(jié)電 311
節(jié)電率 18%
5 結(jié)束語
經(jīng)過一系列的反復(fù)調(diào)整，最終系統(tǒng)穩(wěn)定在39.5-42.5Hz的頻率范圍，管線壓力基本保持在0.69Mpa，供氣質(zhì)量得到提高。改造后空壓機(jī)的運(yùn)行安全、可靠，同時(shí)達(dá)到了工廠用氣的工藝要求。
南京永年實(shí)業(yè)有限公司 南京永年實(shí)業(yè)有限公司位于六朝古都南京風(fēng)景優(yōu)美的月牙湖畔，是一家專業(yè)從事自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品銷售、維修、工程設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的高科技公司，涉及冶金、電力、化工、紡織、塑料、供水等各種行業(yè)。 公司專業(yè)從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的分銷和自動(dòng)化系統(tǒng)工程集成。公司擁有一支高素質(zhì)、高效率的銷售和工程技術(shù)隊(duì)伍，為用戶提供先進(jìn)、可靠，實(shí)用的世界級(jí)的自動(dòng)化產(chǎn)品和系統(tǒng)的解決方案。 永年公司擁有先進(jìn)的技術(shù)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，將傳動(dòng)、配電、PLC控制和上位機(jī)監(jiān)控融為一體，形成了自己的電氣成套技術(shù)。公司采用合作開發(fā)和項(xiàng)目承接等多種方式為客戶提供傳動(dòng)系統(tǒng)、過程控制和信息技術(shù)應(yīng)用等全面的解決方案。 永年公司利用自身強(qiáng)大的技術(shù)支持、全面的產(chǎn)品培訓(xùn)、完善的售后服務(wù)、龐大的產(chǎn)品庫存、高效的物流系統(tǒng)等優(yōu)勢在汽車、電力、石化、冶金、輕工、機(jī)械、水/廢水處理等行業(yè)取得了良好的業(yè)績。 永年實(shí)業(yè)，愿與廣大客戶和合作伙伴攜手共進(jìn)! .聯(lián)系方式: 聯(lián)系手機(jī)：（0）13776552593 聯(lián)系人： 劉佳林 歡迎垂詢！
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