SAJ變頻器實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)上的節(jié)能改造

　　空壓機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛地應(yīng)用。在名種行業(yè)中，它擔(dān)負(fù)著為工廠所有氣動(dòng)元件，包括各種氣動(dòng)閥門，提供氣源的職責(zé)。因此它運(yùn)行的好壞直接影響工廠生產(chǎn)工藝空壓機(jī)的種類有很多，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。例如臺(tái)灣復(fù)盛空壓機(jī)、德國(guó)螺霸螺桿式空壓機(jī)和尚愛中高壓活塞式空壓機(jī)都采用了這種控制方式。該供氣方式雖然原理簡(jiǎn)單、操作方便，但存在耗電量高、進(jìn)氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等問(wèn)題。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，國(guó)家越來(lái)越關(guān)注高效低耗的技術(shù)，而這種技術(shù)已受到人們的關(guān)注。在空壓機(jī)供氣領(lǐng)域能否應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)省電能的同時(shí)也能改善空壓機(jī)性能、提高供氣品質(zhì)就成為我們關(guān)心的一個(gè)話題。

　　一﹑螺桿式空壓機(jī)的工作原理

　　螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過(guò)程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個(gè)過(guò)程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入，同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過(guò)程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí)，較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。

　　二﹑壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機(jī)控制原理

　　壓縮氣供氣系統(tǒng)組成：

　　工廠空氣壓縮氣供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐、管路、閥門和用氣設(shè)備組成。

　　空氣壓縮機(jī)的控制原理：

　　變頻空壓機(jī)工作流程：工作原理是由一對(duì)相互平行齒合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子（或稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(guò)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(yáng)轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。

　　三﹑螺桿式空氣壓縮機(jī)變頻改造

　　空壓機(jī)工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行的比較：

　　空壓機(jī)電機(jī)功率一般較大，啟動(dòng)方式多采用空載（卸載）星-三角啟動(dòng)，加載和卸載方式都為瞬時(shí)。這使得空壓機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有較大的啟動(dòng)電流，加載和卸載時(shí)對(duì)設(shè)備機(jī)械沖擊較大；不光引起電源電壓波動(dòng)，也會(huì)使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動(dòng)；同時(shí)這種運(yùn)行方式還會(huì)加速設(shè)備的磨損，降低設(shè)備的使用年限。由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機(jī)不允許頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，電能浪費(fèi)巨大。

　　對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造，能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停，減小啟動(dòng)沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用年限；同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變，實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載，從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定，便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

　　四﹑變頻改造方案設(shè)計(jì)原則

　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。國(guó)內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有英威騰、匯川、三 晶、紫日電氣科技有限公司、雷諾爾、歐瑞（原煙臺(tái)惠豐）、藍(lán)海華騰。

　　根據(jù)原工況存在的問(wèn)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：

　　·電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.02Mpa.

　　·系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。

　　·根據(jù)空壓機(jī)的工況要求，系統(tǒng)應(yīng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。

　　·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。

　　·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(guò)允許的范圍。

　　·生產(chǎn)工藝要求，變頻改造后，適當(dāng)降低壓縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力，將原來(lái)的高壓變流量供氣改變?yōu)樽冾l恒壓變流量供氣方式。

　　五﹑變頻器的選型

　　根據(jù)上述原則，選擇廣州三晶電氣SAJ系列通用型變頻器，裝有工變頻切換裝置，只需加一只壓力變送器即可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的氣壓信號(hào)直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口，而壓力設(shè)定可以使用變頻器的鍵盤設(shè)定，使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。

　　SAJ變頻器特點(diǎn)：

　　·采用32位電機(jī)控制專用微處理器，高精度頻率輸出

　　·新穎的功率累計(jì)功能，觀察節(jié)能效果更直觀方便。

　　·內(nèi)置RS-485接口，可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制。多信號(hào)輸入，內(nèi)置簡(jiǎn)易PLC, 自動(dòng)化控制更方便。

　　·載波頻率可調(diào)，靜音運(yùn)行。

　　·控制方式多樣化，通用性強(qiáng)。

　　·內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能，閉環(huán)控制簡(jiǎn)單低速額定轉(zhuǎn)矩輸出，運(yùn)行穩(wěn)定。

　　·鍵盤操作方便，可在運(yùn)行時(shí)在線調(diào)整和設(shè)定有關(guān)參數(shù)。

　　·低頻轉(zhuǎn)矩輸出180% .低頻運(yùn)行特性良好。

　　·輸出頻率最大600HZ,可控制高速電機(jī)

　　·全方位的偵測(cè)保護(hù)功能（過(guò)壓、欠壓、過(guò)載）瞬間停電再起 動(dòng)，

　　·加速、減速、動(dòng)轉(zhuǎn)中失速防止等保護(hù)功能

　　·減速停止成自然停止，自動(dòng)復(fù)歸，直流制動(dòng)

　　多樣的變頻器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)顯示，對(duì)控制信號(hào)和負(fù)載運(yùn)行狀況一目了然。在進(jìn)行變頻改造時(shí)我們將盡量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性，對(duì)其電路不作改動(dòng)；這有利于在變頻器發(fā)生故障或是檢修時(shí)，空壓機(jī)可以很方便地改動(dòng)回到原有的控制方式上去，這保證了空壓機(jī)在變頻和工頻狀態(tài)下都可以運(yùn)行。

　　接線原理圖：