匯川變頻螺桿空壓機(jī)方案介紹

　　螺桿空壓機(jī)與活塞式空壓機(jī)相比，在氣量、維護(hù)、節(jié)能和使用壽命等方面的巨大優(yōu)勢，螺桿空壓機(jī)的市場需求量急速放大。螺桿空壓機(jī)將取代活塞式空壓機(jī)，成為未來市場需求的主流，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的共識。
　　與此同時，交流變頻調(diào)速技術(shù)也不斷的在發(fā)展，應(yīng)用的領(lǐng)域也在急劇擴(kuò)張。近1-2年來，一些主要的螺桿空壓機(jī)的生產(chǎn)廠家，也在探索螺桿空壓機(jī)變頻化的可行性，如變頻化的好處、變頻化的技術(shù)風(fēng)險、應(yīng)該采用怎樣的最佳控制方案等等。
　　深圳市匯川技術(shù)有限公司作為國內(nèi)規(guī)模最大的本土化變頻器生產(chǎn)企業(yè)，一直與行業(yè)內(nèi)的專家和螺桿空壓機(jī)廠家一起，針對上述問題進(jìn)行深入研究和探索，積累很多行業(yè)經(jīng)驗，并推出針對行業(yè)應(yīng)用專用變頻器和控制方案。　　
　　一、螺桿空壓機(jī)采用變頻調(diào)速的好處：
　　空壓機(jī)使用場合一般有如下特點：配置容量比實際氣量大、氣量消耗不穩(wěn)定、氣壓要求穩(wěn)定、噪音要盡可能低（尤其夜間）。變頻螺桿空壓機(jī)有如下幾個好處：
　　1、氣壓穩(wěn)定：由于變頻化的螺桿空壓機(jī)利用了變頻器的無級調(diào)速特點，通過控制器或變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器，能對壓力實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)控制；比工頻運行的上下限開關(guān)控制相比，氣壓穩(wěn)定性成指數(shù)級的提高；
　　2、更節(jié)能：盡管各個廠家的螺桿空壓機(jī)采取了不同的節(jié)能運行模式，但由于變頻器是根據(jù)實際用氣量實時調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的，用氣量低的時候還可以讓空壓機(jī)自動休眠，這樣就大大減少能源的損失。需要注意的是，系統(tǒng)控制方式的不同對節(jié)能效果有很大影響。
　　3、啟動無沖擊：由于變頻器本身是一個軟啟動裝置，啟動電流最大在額定電流的兩倍左右，與工頻啟動一般在額定電流的6倍以上相比，啟動沖擊很小。 這種沖擊不僅是對電網(wǎng)的，也有對真?zhèn)€機(jī)械系統(tǒng)的沖擊，也大大減少。
　　4、噪音低，由于穩(wěn)定運行時運行頻率小于工頻，機(jī)械噪音下降，機(jī)械磨損小；
　　5、對儲氣罐容量要求小；　
　　二、螺桿空壓機(jī)變頻化的風(fēng)險；
　　從系統(tǒng)可靠性的角度考慮，變頻化后必須考慮兩個風(fēng)險：
　　1、電機(jī)散熱的風(fēng)險，由于采用普通電機(jī)，轉(zhuǎn)速下降后電機(jī)散熱效果變差，因此，變頻器必須限制一定的最低運行頻率以保證足夠的散熱效果。因此，節(jié)能效果好與電機(jī)的散熱成了一個矛盾，這也是困撓多數(shù)生產(chǎn)廠家的頭痛的問題；我們在下面的方案介紹中，會提出一個更好的解決方案；
　　2、系統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)，目前空壓機(jī)的潤滑系統(tǒng)有采用壓力式和離心式的。目前螺桿空壓機(jī)采用的壓力式的潤滑方式跟電機(jī)轉(zhuǎn)速沒有關(guān)系，因此，變頻化的風(fēng)險不存在；而活塞式空壓機(jī)的變頻化必須考慮這個風(fēng)險；　　
　　三、螺桿空壓機(jī)目前的控制方案與匯川推薦方案的比較；
　　目前，多數(shù)廠家采用方案1進(jìn)行變頻化，如圖所示：
　　這種方案的特點是：
　　1、采用V/F控制方式的變頻器；
　　2、變頻器有一個最低運行頻率，以保證電機(jī)的散熱效果；
　　3、機(jī)器一直在工作，即使用氣量減少，如果氣壓升高，最后只能通過安全閥泄放掉；
　　4、也曾經(jīng)采用最低頻率運行一段時間后停機(jī)的方案，但當(dāng)壓力低于下限壓力時要再啟動時很容易導(dǎo)致變頻器的跳閘。這是V/F變頻器固有的缺點，即低頻啟動力矩不夠大。
　　
　　運行頻率F
　　

　　匯川推薦的方案二：
　　1、采用真正電流矢量控制變頻器；其特點是低頻啟動力矩大，運行電流小（同樣負(fù)載時與V/F控制的變頻器比）；
　　2、當(dāng)用氣量小時，可以休眠，完全停機(jī)；沒有長時間下限頻率運行的過程；既達(dá)到最大限度的節(jié)能，電機(jī)也根本沒有發(fā)熱。很好解決目前廠家頭痛的問題。
　　3、當(dāng)氣壓低于下限值后，可以直接帶載啟動不跳閘，這是利用了矢量變頻器低頻啟動特性好的優(yōu)勢；
　　這兩個方案相比，方案二有如下優(yōu)勢：
　　1、更節(jié)能，沒有長時間最低頻率運行過程；
　　2、有自動休眠和休眠喚醒功能；
　　3、噪音和機(jī)械磨損大幅度減少，電機(jī)壽命延長；
　　4、矢量變頻器還有輸出力矩限制功能，當(dāng)螺桿遇到外力堵轉(zhuǎn)時，變頻器會自動報警并停止輸出，以免造成事故擴(kuò)大引起更大損失。V/F的變頻器則容易引起事故擴(kuò)大。
　　基于以上原因，目前方案二是螺桿空壓機(jī)變頻化的最佳方案。　　
　　四、最優(yōu)方案對變頻器和控制器的要求；
　　1、變頻器必須是真正矢量控制變頻器，即有很好的低頻啟動力矩和力矩限定功能；
　　2、控制器的控制設(shè)計應(yīng)該有下限頻率運行時間，休眠和休眠喚醒等功能；