一、概述

空壓機廣泛應用于工礦企業，是工礦企業的重要設備，數量眾多且電機功率一般都較大，對其進行節能改造很有必要，實踐證明節能效果也很可觀。

大中型空壓機常見的多為螺桿式或者活塞式壓縮機，工作時由一臺電機帶動螺桿或者活塞對儲氣罐進行充氣，當儲氣罐內的空氣壓力達到設定壓力時，進氣閥門關閉，空壓機自動卸載運行，停止壓縮空氣；當儲氣罐內的空氣壓力降到低于設備所需的壓力時，空壓機自動加載運行，進氣閥門打開，空壓機開始對儲氣罐進行充氣加壓。空壓機的加載、卸載工作方式必然會帶來以下的問題：

1、非變頻空壓機控制系統的弊端

1）早期生產的空壓機以及現在出于市場價格考慮而生產的空壓機，其主電機運行控制電路是星型轉三角型降壓起動電路。空壓機的加載、卸載實際上就是控制進氣閥門的開和關，即壓力達到上限時進氣閥關閉，空壓機空載運行；當壓力達到下限時進氣閥打開，空壓機滿載運行。空壓機就這樣周而復始的循環工作。實際上，空壓機的排氣量和供氣壓力并不是一成不變，而是隨著實際工況的用氣量大小在不斷變化，這就導致空壓機不斷地進行加載、卸載動作。空壓機滿載時的工作電流接近電機的額定電流，空載運行電流約為電機額定電流的30%~50%，這部分電流在做無用功，是白白浪費電能的空載損耗！

2）起動瞬間電流很大，對電網以及其他用電設備會造成一定的沖擊，嚴重時會引起統一電網的設備無法正常運行。

3）頻繁地加載、卸載導致空壓機供氣壓力不穩定，對空壓機的電機和機械使用壽命都有影響。

4）由于氣壓不能穩定，可能會造成產品質量不合格，尤其是對氣源氣壓要求苛刻的場合，無法滿足。

5）起動時對電機和機械的巨大沖擊，也增加了維護工作量，導致維護成本高，降低了生產效率。

二、英捷思Y500變頻恒壓供氣系統

本系統選用英捷思Y500-0750G3（75KW）型變頻器，該系列變頻器是一款通用高性能矢量變頻器，是真正的電流矢量控制變頻器，以先進技術的控制理論為基礎，通過智能化的控制手段，使變頻器控制的調速系統達到了極高的響應性、穩定性，真正能在各種工業現場應用自如。通過多年實際應用，可以肯定英捷思變頻器性能優良，可靠性高，其內置PID調節器可構成各種閉環過程控制系統，各項參數設置非常靈活方便，能很好地滿足控制要求。

1、系統功能描述

該系統以空壓機供氣壓力為控制對象，壓力值由變頻器鍵盤進行設定，根據用氣設備實際需求的供氣壓力來設定，調整很方便。系統壓力信號來自安裝在儲氣罐的壓力傳感器對供氣管網的實時檢測，并通過變送器轉換后輸出4~20mA信號，再送給變頻器作為PID調節反饋信號，構成壓力閉環控制系統，根據系統用氣量的多少實時調整變頻器的輸出頻率，從而實時改變壓縮機的轉速以保證管網氣壓的恒定。

2、變頻器主要參數設置

三、注意事項

1、每種品牌的空壓機潤滑及冷卻方式不盡相同，故空壓機運行的下限頻率應根據實際情況進行設定。

2、由于空壓機連續工作時本身就會散發大量的熱量，因此要注意變頻器的環境溫度，確保變頻器工作現場的通風良好。

3、當儲氣罐內的氣壓較高時，變頻器起動時易導致堵轉過流，因此盡量不要讓變頻器帶壓起動，應泄放儲氣罐內的空氣后再起動或者在空壓機出氣口加裝單向閥。

四、采用英捷思變頻器對空壓機供氣進行恒壓控制的優點及綜合效益分析

供氣系統采用英捷思變頻器改造后，空壓機的供氣量和實際需氣量達到動態平衡，空壓機組電機的轉速隨著系統用氣量的不同而進行自動調節，從而避免了電機空轉以及頻繁加載、卸載所帶來的電能損耗，這就在很大程度上降低了電機的輸入功率，節電效果非常明顯。對于空壓機來說，供氣量Q與轉速n成正比，氣壓P與轉速n的二次方成正比，其軸功率N與轉速n的三次方成正比，通過下面的表格會有更清楚的認識：

一般情況下，對于連續用氣的空壓機來講，隨著用氣量的變化，電機的運行頻率在25Hz~50Hz之間動態調節，系統的節電率通常在20%以上。

另外一方面，空壓機系統經變頻改造之后，間接的經濟效益也不可低估。第一，壓縮機的電機實現了軟起軟停，對電網的沖擊大大減弱；第二，壓縮機氣缸內的進氣閥門不再反復開啟和關閉，延長了設備的使用壽命，從而也就減少了空壓機的維保時間；第三，系統管網氣壓穩定，能夠提高氣動設備的效率甚至產品的質量、產量等。

綜上所述，該項目的空壓機在進行變頻恒壓改造后，經過實際應用和測試，效果如下：

1、節省電能

恒壓供氣系統投入運行后，可使儲氣罐的氣壓保持在設定工作壓力的2.5%范圍內，將自動排空這部分損失的電能節省下來，通過實際測量，節電率達到40%左右，同時系統功率因數提高到0.95以上，減少了無功損耗。

2、降低噪音，減少環境污染

恒壓供氣系統采用變頻控制，基本上消除排空放氣的情況，明顯改善噪音引起的環境污染。

3、延長機械部件使用壽命

由于變頻恒壓供氣系統能夠讓空壓機大部分時間在50Hz以下運轉，可以減少機械部件的磨損，延長機器壽命，降低維護費用和時間。

4、實現軟起動

減少空壓機組的起動電流對電網的沖擊，同時能夠方便地實現多次重復起動，解決了自耦降壓或者星三角降壓起動這方面的不足。

5、實現恒壓供氣

系統投入運行后，提高了供氣可靠性和負載變化的調節能力，保證了恒定的供氣壓力，進一步保證了產品質量的穩定性。

6、運行可靠，故障率幾乎為零

系統設有過載、過流、過壓、欠壓、失速、缺相等多種保護功能，運行可靠。

7、操作簡易，發生故障不影響生產

變頻控制系統發生故障后，系統自動停機并發出故障信號，同時，將空壓機切換到市電供電電源，保證空壓機正常運行，不影響生產。

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