變頻器對空壓機的改造方案

　　一、 節(jié)能原理及效果

　　我們知道，用調整電機轉速的方法同樣可以調整供氣量。由于空壓機基本上屬于恒轉矩負載，用變頻調速的方法調整供氣量能使電機的輸出功率基本與轉速（供氣量）成正比關系，達到很好的節(jié)電效果。兩種調節(jié)方法用電情況如圖1所示。

　　我們采用具有矢量控制功能的AMB變頻器，可使電機在低速時也能提供滿足負載需要的轉矩。同時，AMB變頻器的自動節(jié)能模式，可使電機在滿足負載轉矩要求下以最小電流運行，達到更好的節(jié)電效果。

　　采用恒壓供氣變頻控制系統(tǒng)所帶來的效果如下：

　　（1）、出氣口釋放閥全部關閉，取消用出氣口釋放閥調節(jié)供氣量方式，以避免由此導致的電能浪費。代之以變頻器調整電機的轉速來調整氣體流量，使電機輸出的功率與流量需求基本上成正比關系（如圖1所示），始終使電機高效率工作，以達到明顯的節(jié)電效果。例如當用氣量是額定供氣量的50%時，節(jié)電率可達 40%以上;

　　（2）、利用變頻器的節(jié)能模式，可使電機在輕載時以最高效率運行，減少不必要的電能損耗;

　　（3）、根據(jù)嚴格的EMS標準，高效的PWM變頻器使用高速低耗的IGBT，降低諧波失真和電機的電能損失。

　　（4）、可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊;可使電機實現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命;避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款;

　　（5）、采用變頻控制系統(tǒng)后，可以實時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量;

　　（6）、由于電機在高效率狀態(tài)下運行，功率因數(shù)較高，降低了無功損耗，節(jié)約了大量電能。

　　（7）、保存原釋放閥系統(tǒng)，在必要時可參加調節(jié)，增強系統(tǒng)的可靠性。

　　總之，采用恒壓供氣智能控制系統(tǒng)后，不但可節(jié)約30～40%的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，并可實現(xiàn)"恒壓供氣"的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。

　　三、變頻改造方案設計原則

　　根據(jù)原工況存在的問題并結合生產(chǎn)工藝要求，空壓機變頻改造后系統(tǒng)應滿足以下要求：

　　1、 電機變頻運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa。

　　2、 系統(tǒng)應具有變頻和工頻兩套控制回路。

　　3、 系統(tǒng)具有開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。

　　4、 一臺變頻器能控制兩臺空壓機組，可用轉換開關切換。

　　5、 根據(jù)空壓機的工況要求，系統(tǒng)應保障電動機具有恒轉矩運行特性一。

　　6、 為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端應有抑制電磁干擾的有效措施。

　　7、 在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，應保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍。

　　8、 考慮到系統(tǒng)以后擴展問題，變頻器應滿足將來工況擴展的要求。

　　四、變頻器的選型

　　根據(jù)上述原則，經(jīng)過多方調研、比較，最后我們選擇安邦信公司生產(chǎn)的G9系列通用型變頻器，使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。

　　1、G9變頻器的頻率精度：數(shù)字設定為±0.01%;模擬設定為±0.2%。可使壓力波動范圍滿足設計要求。

　　2、系統(tǒng)設計了變頻和工頻兩套主回路。

　　3、系統(tǒng)設計了閉環(huán)與開環(huán)兩套控制回路。

　　4、使用轉換開關可使變頻器任意控制兩臺空壓機組中的一臺。

　　5、 G9型變頻器適用恒轉矩特性負載，該變頻器還具有轉矩補償和提升的功能。

　　6、 在該變頻器上端加裝輸入電抗器，有效的抑制了變頻器對電網(wǎng)的干擾。

　　7、 在該變頻器下端加裝輸出電抗器，保障了低頻運行時電機溫度噪音不超過允許范圍。

　　五、改造方案原理

　　由變頻器，壓力變送器、電機、螺旋轉子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調節(jié)電機轉速，使儲氣罐內空氣壓力穩(wěn)定在設定范圍內，進行恒壓控制。

　　反饋壓力與設定壓力進行比較運算，實時控制變頻器的輸出步，從而調節(jié)電機轉速，使儲氣罐內空氣壓力穩(wěn)定在設定壓力上。