原系統(tǒng)工況 一、空壓機(jī)工作原理簡述：
工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)?！ ?
原空壓機(jī)的主電機(jī)功率為75KW，運(yùn)行方式為星-角減壓起動重于后全壓運(yùn)行。具體操作程序?yàn)椋喊聪聠影粹o，控制系統(tǒng)接通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機(jī)在卸載模式下啟動，這時(shí)進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓2秒后空壓機(jī)開始加載運(yùn)行，系統(tǒng)壓力開始上升。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(guān)上限值，即起跳壓力，控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉，油氣分離器放氣，壓縮機(jī)空載運(yùn)行，直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關(guān)下限值后，即回跳壓力下，控制器使進(jìn)氣閥打開，油氣分離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)打開，油氣分離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。
二、原系統(tǒng)工況存在的問題
1、 主電機(jī)雖然星-角減壓起動，但起動時(shí)的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。
2、 主電機(jī)時(shí)?？蛰d運(yùn)行，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
3、 主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。
4、 主電機(jī)工頻起動設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)工作時(shí)對機(jī)械量大。
變頻改造方案：
一、變頻改造方案設(shè)計(jì)原則
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
1、 電機(jī)變頻運(yùn)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(yīng)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(jī)組，可用轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。
5、 根據(jù)空壓機(jī)的工況要求，系統(tǒng)應(yīng)保障電動機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。
6、 為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器，變頻器輸入端應(yīng)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(yùn)行時(shí)，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過允許的范圍。
8、 考慮到系統(tǒng)以后擴(kuò)展問題，變頻器應(yīng)滿足將來工況擴(kuò)展的要求。
二、變頻器的選型
根據(jù)上述原則，經(jīng)過多方調(diào)研、比較，最后我們選擇賽普信公司生的SP500-G系列通用
型變頻器，使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。
1、V5-G變頻器的頻率精度：數(shù)字設(shè)定為±0.01%；模擬設(shè)定為±0.2%?？墒箟毫Σ▌臃秶鷿M足設(shè)計(jì)要求。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了變頻和工頻兩套主回路。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了閉環(huán)與開環(huán)兩套控制回路。
4、使用轉(zhuǎn)換開關(guān)可使變頻器任意控制兩臺空壓機(jī)組中的一臺。
5、V5-G型變頻器適用恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載，該變頻器還具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)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(yùn)行時(shí)電機(jī)溫度噪音不超過允許范圍。
8、 選用90KW的變頻器控制75KW的電動機(jī)，在一定程度上滿足了將來工況擴(kuò)展要求。
三、改造方案原理
由變頻器，壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)行恒壓控制。
反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使 儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。
四、系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試工作分成兩部分：
第一， 先根據(jù)工藝要求、電機(jī)參數(shù)、負(fù)載特性預(yù)調(diào)變頻器參數(shù)。
第二， 系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。
在完成變頻器設(shè)定參數(shù)調(diào)整及空載運(yùn)行后，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。調(diào)試的主要步驟：
1、 將變頻器接入系統(tǒng)。
2、 進(jìn)行工頻旁路的運(yùn)行。
3、 進(jìn)行變頻回路的運(yùn)行，其中包括開環(huán)與閉環(huán)控制兩部分調(diào)試：
開環(huán)：此時(shí)主要觀察變頻器頻率上升的情況，設(shè)備的運(yùn)行聲音是否正常，空壓機(jī)的壓力上升是否穩(wěn)定，壓力變送器顯示是否正常，設(shè)備停機(jī)是否正常等。如一切正常，則可進(jìn)行閉環(huán)的調(diào)試。
閉環(huán)：主要依據(jù)變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機(jī)壓力的升降相匹配，不要產(chǎn)生壓力振蕩，還要注意觀察機(jī)械共振點(diǎn)，將共振點(diǎn)附近的頻率跳過去。
空壓機(jī)變頻改造后的效益
1、節(jié)約能源
變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)控制的壓縮機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀。
2、運(yùn)行成本降低
傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成：初始采購成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低，所以運(yùn)行成本將大大降低。
3、提高壓力控制精度
變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電機(jī)速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在3pisg變化范圍，也就是0.2bar范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。
4、延長壓縮機(jī)的使用壽命
變頻器從0HZ起動壓縮機(jī)，它的起動加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少起動時(shí)對壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動時(shí)電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。
5、降低了空壓機(jī)的噪音
根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求，變頻調(diào)速改造后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音。現(xiàn)場測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。
綜上所述，隨著變頻器應(yīng)用普及時(shí)代的來臨，我公司已將變頻器的應(yīng)用擴(kuò)展到傳統(tǒng)空壓機(jī)改造的領(lǐng)域，不僅擴(kuò)大了變頻器的應(yīng)用市場，而且為空壓機(jī)的制造業(yè)也提出了新的課題。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的介入，空壓機(jī)將真正地進(jìn)入經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)代，我們希望上述工作對于同仁們的傳統(tǒng)的電氣傳動設(shè)備技術(shù)改造和推進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)品有普及應(yīng)用工作中能有所啟示和借鑒。
