項目簡介

方案描述                                            

□應用（yòng）概述
 氣動技術生產過程自動化和機械化的最有效手段之（zhī）一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易維（wéi）護等優點，空壓機是氣動係統中機電引氣源裝置（zhì）中（zhōng）的主體，可實現將氣體進行壓縮增壓，然後輸送到用氣動係統，可用於冶金、紡（fǎng）織、電力、礦山、機械製造、生產加工等行業。

□應用挑（tiāo）戰
提供高質（zhì）量供氣，壓力波動小；
實現節能運行，降低運行（háng）成本；
降低設備運（yùn）行噪聲，改善運行環境；
避免機械共振，提（tí）高係統穩定性；

解決方案：

　　
 螺杆空壓機的負載特性為恒（héng）轉矩負載，通過螺杆的壓（yā）縮將氣體（tǐ）增加輸送（sòng）至管網，傳統項（xiàng）目中，空壓機電機一（yī）直運行於工頻50Hz，氣壓達到要求時，就關閉進氣閥（fá）進入卸載運行，此（cǐ）時的電機仍處於（yú）工頻運行狀態，做的是無用功。
 變頻方案的控製原（yuán）理（lǐ）是：利用變頻節能技術，降低空載運行時電（diàn）機的運行頻率，達到減少功耗的目的，方案還可實現設備的軟啟動，進一步降低啟動電流，減少電網衝擊，同時（shí）低頻率運行噪聲也會將低，各器件（jiàn）承受的（de）壓力會降低，改善運行（háng）的工（gōng）況（kuàng），提高係統可靠性。

1.產品介（jiè）紹及應用　　

相關產品                                          

　　空壓機專用變（biàn）頻器一體櫃

• 　　空壓機節能改造方案

　　空壓機（jī）專用陛得變頻器一體櫃（guì）

　　產品簡介

　  空壓機專用變頻器一體櫃主要是針對空壓機代（dài）理商變頻改造市場而研發的，以往大（dà）部分空壓機代理商都是被動做空壓機改造，客戶有需求的時候主動（dòng）要求空壓機的代理商來做空壓機變頻（pín）節能改（gǎi）造，原因主要是大（dà）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一（yī）款集成式（shì）一體化節能櫃，自帶空壓機驅動（dòng）係統（tǒng），不需要對原係統進行大改動，簡單調試，安裝方便。

　　產品特點

　　更強（qiáng）勁的性能
■ 卓（zhuó）越的V/F和SVC控製性（xìng）能，起動力矩大，速度穩
■ V/F分離，電（diàn）壓頻率分別調節，適用於專業應用
■一體（tǐ）化機箱設計，方便快捷（jié）的操作麵板，隨時根據工（gōng）況修改（gǎi）參數，達到最優控製（zhì）
■ 有（yǒu）轉速、轉矩控製兩種模式，轉矩模式響應快，精度高（gāo）
■ 更多的V/F曲（qǔ）線，可適應更多
■ 節能效（xiào）果明（míng）顯，大多數（shù）情況下具有15%～45%的節電率

　　更完善（shàn）的保護
■ 集成獨立的工變頻切換係（xì）統
■ 41個的故障檢（jiǎn）測代碼
■ 上電周圍（wéi）設備自檢，更安全
■ 優（yōu）化過壓失速控製和保護，更穩定
■ 故障時的保護動作可選，保（bǎo）護更準確
■ 優化的電源瞬停判斷功能，降低（dī）誤停機概率
■ 更高的硬（yìng）件冗餘設計，更為可靠
■ 獨立風道設（shè）計，有效的解決控製櫃內的散（sàn）熱問題

　　更靈活的應用
■ 輸入輸出信號類型、電源公共端子通過跳線可（kě）選（表格（gé）或圖）
■ 有共直流母（mǔ）線（xiàn）功能
■ 豐富的（de）選件和擴展卡：有LCD麵板（bǎn）、IO擴（kuò）展卡、通訊卡等
■ 有PT100、PT1000接口可選，供檢（jiǎn）測電機溫度
■ 兼容多種有源傳（chuán）感器（qì）信號
■ 端子有（yǒu）效電平可定義，係統設計更靈活

　　更豐富（fù）的功能（néng）
■ 多功能麵板，用戶（hù）參數可自定義（yì）
■ 優化的PID控製—兩段PID參數等
■ 輸（shū）入輸出功能新增：虛擬端子功能、模擬量通道用作數字輸入等
■ 轉速追蹤再啟動，更快速
■ AI曲線設置、選擇和校正
■ PID反轉（zhuǎn）截止（zhǐ）功能；AI可擴展為DI功能；參（cān）數備份功能

技術參數

　　比（bǐ）亞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（kōng）氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內進行壓縮並使壓縮的氣體具有一（yī）定壓力的設備。它的用途廣泛，可以用於冶金、機（jī）械製造（zào）、礦山、電力、紡織、石油（yóu）化工等各個行業。空（kōng）壓機占大型工業設備(風機（jī）、水泵、鍋爐、空（kōng）壓機 等)耗電量的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（yì）步電機空轉，嚴重浪費能源。
2、異步電動機易頻繁啟（qǐ）動、停止（zhǐ），影響電機的使用壽命。
3、工作條件惡劣，噪音大 。
4、自動化程度低，輸出壓力調節靠（kào）人為調節閥開度（dù）來實現（xiàn），調節速度慢，波動大，不穩定，精度低。
5、空壓機工頻啟動電流大，對電網衝擊大，電機軸承磨損大，設（shè）備維護量大。
針對以上問題，可（kě）使用變頻器實現對螺杆式空氣壓縮機的節能改造，改造後自動化程度高，節（jiē）能效果顯著。

　　》工作原理和控（kòng）製方（fāng）式分（fèn）析
    螺杆式空（kōng）壓機的工（gōng）作原理如（rú）下圖所示，空氣經空氣（qì）過濾器和吸氣（qì）調節閥（fá）而（ér）吸入。該調節閥主要用於調節氣（qì）缸（gāng）、轉子（zǐ） 及滑片（piàn）形（xíng）成的壓縮腔，陰、陽轉子旋轉相對於氣缸裏偏心方式運（yùn）轉（zhuǎn）。滑片安裝在轉子的槽中，並通過離心力將滑片推至 氣缸壁，高（gāo）效的注油係統（tǒng）能夠確保壓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（de）一層薄薄的油膜可以 防止（zhǐ）金屬部件之間直接接觸而（ér）造成（chéng）磨損。經壓縮（suō）後的（de）空氣溫度較高，其中混有一定的油氣，經過油氣分離器進行分離之（zhī） 後，油氣經過油冷卻（què）器冷卻再經（jīng）過油過濾器流回（huí）儲油罐，空氣經過氣冷卻器(空氣冷卻裝置)進行冷卻而（ér）進入（rù）儲氣罐。

　　控製方式分析
空壓機變頻改（gǎi）造後（hòu）係統應滿足（zú）以下要求：
■ 電機變頻運（yùn）行狀態保持儲氣罐出（chū）口壓力穩定，壓力波（bō）動範圍不超±0.05Mpa。
■ 係統具有變頻和工頻兩（liǎng）套控製回路。
■ 係統（tǒng）具有開環和（hé）閉環兩套控製回（huí）路。
■ 一台變頻器能控製兩台（tái）空壓機組，可用轉（zhuǎn）換（huàn）開關切換。
■ 根據空壓機的工況要求，係統應保障電動機具有恒轉矩運行特性。
■ 為防（fáng）止諧波幹擾空壓（yā）機控製器（qì），變（biàn）頻器輸入（rù）端應有抑製電磁幹擾的措施。
■ 在用電氣量小的情況下，應保障（zhàng）電機繞組溫度和電機噪音不超過允許範圍。
■ 考（kǎo）慮到係統以後（hòu）擴展問題，變頻器應滿足將來工況擴展的要求。

　　》係統方案選型（xíng）
係統選用深圳市绿巨人网站（hé）成科技有限公司空壓（yā）機（jī）專用陛得係列變頻器，具有以下特性：
■ 頻率精度：數字設定為0.01Hz；模擬設定為±0.1%，可使壓力波動範圍滿足設計要求。
■ 過（guò）載能力強：150%額定電（diàn）流60s；180%額定電流1s。
■ 失速控製功能：有效防（fáng）止頻繁過流過壓跳（tiào）閘（zhá）。
■ 內置PID：可方便實現閉環控（kòng）製係統。
■ 轉矩補償和提升功能（néng）：對空壓機這種恒轉矩負載適用性較好。
■ AVR功能：當電網電壓變化時，能自（zì）動保持輸出電壓恒定。
■ 自動節能：輕載情況下自（zì）動（dòng）降低輸出電壓，達到（dào）節能效果（guǒ）。
在變頻器輸入端加裝（zhuāng）輸入（rù）電抗器，能有效抑製變頻器對（duì）電（diàn）網的幹擾。在變頻（pín）器（qì）輸出端加裝輸（shū）出電抗器（qì），能保障低頻 運行時電機溫度和噪音不超過允（yǔn）許範圍。

　　》控製電氣圖&現場應用

》參數設定

》方案優點
1、節約（yuē）能源（yuán）
    變（biàn）頻器控製壓縮機與傳統（tǒng）壓縮機比較：根據空氣量需求來調節壓縮機（jī）工況是非常經濟的運行狀態，節約能源效 果最顯著。

　　2、降低運行（háng）成本
    傳統壓縮機的（de）運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓（yā）縮（suō）機（jī）運行成 本的70%左右。通過降低能源成本30~40%，再加上變（biàn）頻起動後對設備（bèi）的衝擊減少，維護和維修量（liàng）也跟隨降低，所以運
行成本將（jiāng）大大降低。

　　3、提高壓力控（kòng）製精度
    變頻控製係統具有精確的壓力控製能力，使壓縮（suō）機（jī）的（de）空氣（qì）壓力輸（shū）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（suí）著電機轉速的改變而改（gǎi）變。由（yóu）於變頻控製電機（jī）速度的精度（dù）提高，所以（yǐ）它可以使管網的係統壓 力變化保持在±0.002Mpa範圍內，有效地提高了工況的質（zhì）量。

　　4、延長壓縮（suō）機使用壽命
    變頻器從0Hz起動壓縮機（jī），它的起動加速（sù）時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電氣部件和機械部件所造成 的（de）衝擊，增強係統可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。
    此外，變頻（pín）控製能（néng）夠（gòu）減少機組起動時（shí）電流波動，這一波動電流（liú）會影響電（diàn）網和其它設備的用（yòng）電。空壓機專用變頻器能（néng）夠有效地將起動電流的峰值減少到最低（dī）。

　　5、低（dī）了空壓機的噪音
    根據壓縮機的工況（kuàng）要求，變頻節能改造後，電機運轉速度明顯（xiǎn）減慢，因此有（yǒu）效地降了空（kōng）壓機運行時的噪音。現場測定表明，噪音與（yǔ）原係統比較下降約3至7分貝。

　　6、以（yǐ）貴單位車間單台（tái）空壓機22kW實際改造為例：
■ 改造前每月用電（diàn）約為：
P動= U*I*cosφ   =1.732×0.38KV×44A×0.85≈24.62kW
（cosφ=0.85  電網電壓U=380V  空壓機在工頻50Hz運行時I=44A ）
■ 根據經驗數據，加裝空壓機變頻（pín）器運行後電流平均（jun1）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（gōng）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）用電節電： 15363kW-12218kW≈3145kW.h

　　節電（diàn）率（lǜ）為：（24.62-19.58）/24.62≈21%

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

　　每年節電（diàn）電費：2359元×12月≈28308元（yuán）