项目简介

方案描述                                            

□应用（yòng）概述
 气动技术生产过程自动化和机械化的最有效手段之（zhī）一（yī），具有高速高效、清洁安全、低成（chéng）本、易维护等优点，空压机是气动系统中机电引气源（yuán）装置中的（de）主体，可实现将气体进行压缩增（zēng）压，然（rán）后输送到用气动系统，可用于冶金、纺织、电力、矿山、机械制造、生产加工等行业。

□应用挑战
提供高质量供气，压力波动（dòng）小；
实现（xiàn）节能运行，降低运行成本；
降低设备运行噪声，改善运（yùn）行环境；
避免机械共（gòng）振，提（tí）高系统（tǒng）稳（wěn）定性；

解（jiě）决方案：

　　
 螺杆空压（yā）机（jī）的负载特性为恒转矩负载，通过螺杆的压缩将气体增加输送至管网，传统项目中（zhōng），空压机电机一直运行于工频50Hz，气压达到要求时，就关闭进气（qì）阀（fá）进入卸载运行，此（cǐ）时的电机仍处于工频（pín）运行状态，做的是（shì）无用功。
 变频方案的控制原理（lǐ）是：利用变频节能技（jì）术（shù），降低空载运行时电机的运行频率，达到减少功耗的目的，方案还可实现设备的软启动，进（jìn）一步降低启动电流，减少电网冲（chōng）击，同（tóng）时（shí）低（dī）频率运行噪声也会将低，各（gè）器件（jiàn）承受的压力会降低，改（gǎi）善运行的工况，提高系统（tǒng）可靠性。

1.产品介绍及（jí）应用（yòng）　　

相关产品                                          

　　空压机专用变频器一体柜

• 　　空压机节能改造方案

　　空压机专（zhuān）用陛得变频器一体柜

　　产品简介

　  空压机专用变频器一体柜主要是针对空压机代理商变频改（gǎi）造市场而研发的，以往大部分空压机代理（lǐ）商都是被动做空压机改造，客户有需求的时候主动要求空压机的代理商（shāng）来做（zuò）空压机变频节能改造（zào），原因主要是大部分空压机（jī）代理商没有具备装配和（hé）安装调试（shì）的实（shí）力或不成（chéng）规模，现在我们推出的（de）就是一（yī）款集（jí）成式一体化节能（néng）柜，自带空压机驱动系统，不需要对（duì）原系统进行大改动，简单调试，安装方便。

　　产品特点

　　更强劲的性能
■ 卓越的V/F和（hé）SVC控制性能，起动力矩大，速度稳
■ V/F分离，电压（yā）频率分别调节，适（shì）用于专业应用
■一（yī）体化机箱设计，方便快捷的（de）操作面板，随时根据工况修改参数，达到最优控制
■ 有转速、转矩控制两种模式，转矩模式响应快，精度高
■ 更多（duō）的V/F曲线，可适（shì）应更多（duō）
■ 节能效果明显，大多数情况下具（jù）有15%～45%的节电率

　　更完善的保护
■ 集成独立的工变频切换系统
■ 41个的故障检测代码
■ 上电周（zhōu）围设备自检，更安全
■ 优化过压（yā）失（shī）速控制和保护，更稳定
■ 故障时的保（bǎo）护动作可选，保护更准（zhǔn）确
■ 优化的（de）电源瞬停判断功（gōng）能，降低误停机概率
■ 更高的硬件冗余设计，更为（wéi）可靠
■ 独立风道设计，有效的解决控制柜内的散热问题

　　更（gèng）灵（líng）活的（de）应用
■ 输入输出信号类型（xíng）、电源公（gōng）共端子通过跳线可选（表格或图）
■ 有共直流母线功能
■ 丰富的选件和扩展（zhǎn）卡：有LCD面板（bǎn）、IO扩展卡、通（tōng）讯卡等
■ 有PT100、PT1000接口可选，供检测电机温度
■ 兼容多种有源传感器信号
■ 端子有效电平可定义，系统（tǒng）设计更灵活（huó）

　　更丰富的（de）功能（néng）
■ 多功能面板，用户参数可自定（dìng）义
■ 优化的PID控制—两（liǎng）段PID参数等
■ 输入输出功能新（xīn）增：虚拟端子功能、模拟量通道用作数字输入等
■ 转速追踪再（zài）启动，更快速
■ AI曲线设置、选择和校正
■ PID反转截止功能（néng）；AI可扩展为DI功（gōng）能；参数（shù）备份功能

技术参数

　　比亚迪厂区空压机专用变频器

　　四、空压机节能改造方案及具（jù）体分析

　　》行业概述
    空气压缩机是一种利用电动（dòng）机将气体在压缩腔内进行（háng）压（yā）缩并使（shǐ）压缩的气体具（jù）有一定（dìng）压力的设备。它的（de）用途广泛，可以用于冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石油化工等各个行业。空压机占大型工业设备(风机、水泵（bèng）、锅炉、空压机 等)耗（hào）电量的15%。经考察，大（dà）部分空压机自身存在着（zhe）以下几个缺点:
1、输出压力大于（yú）一定值时，自动打开泄载阀（fá），使异步电机空转，严重浪费能源。
2、异（yì）步电动（dòng）机易频繁启动、停止，影响电机的使用寿命。
3、工作条件恶劣，噪音大 。
4、自动化程度低，输出压力调节靠人为调节阀开度（dù）来实现，调节速度慢，波动大，不（bú）稳定，精度低。
5、空压机工频启动电（diàn）流大，对电网冲击大，电机轴承磨损大，设备维护量大。
针对以上问题，可使用（yòng）变频器实（shí）现对螺杆式空气压（yā）缩机的节能（néng）改造，改造后自动化程度高，节能效果显著。

　　》工作原理和控（kòng）制方式分析
    螺杆式空（kōng）压机的工作原理如（rú）下图所示，空气（qì）经空气（qì）过滤器和吸（xī）气调节阀而吸入。该调节阀主要用于调节气缸、转子 及（jí）滑片形成的压缩腔，阴、阳（yáng）转子旋转相对于气缸里偏心方式运转。滑片安装在转子的槽中，并通过离心力将滑片推至 气缸壁，高效的（de）注（zhù）油系统能够确保压缩机良好的冷（lěng）却及润滑油的最小舒适耗量，在（zài）气（qì）缸壁上形成的一层薄薄的油膜可以（yǐ） 防止金属部件之间（jiān）直接接（jiē）触而（ér）造成磨损。经压缩后的空（kōng）气温（wēn）度较高，其中混（hún）有一定的油气，经（jīng）过油气分离器（qì）进行分离之 后，油气经过油冷却器冷却再经过油过滤器流回（huí）储油罐，空气经过气冷（lěng）却器(空气冷却（què）装置)进行冷却而进入储气罐（guàn）。

　　控制方式分析
空压机变频改造后（hòu）系统应满足以下（xià）要求：
■ 电机变频运行状态保（bǎo）持（chí）储气罐出口压（yā）力稳定，压力波动范围不超（chāo）±0.05Mpa。
■ 系统具有变频和工频两套控（kòng）制回路。
■ 系统具有开环和闭环两套控制回（huí）路（lù）。
■ 一台变频器能控制（zhì）两台空压机组，可用转换开关切换。
■ 根据空（kōng）压机的工况要求，系统应（yīng）保障电动机具有恒转矩运行特性（xìng）。
■ 为防止谐波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的措施（shī）。
■ 在用电气量小的情况下（xià），应保（bǎo）障电机（jī）绕组温度和电机噪音不超过允许范（fàn）围（wéi）。
■ 考虑到系统以后扩展（zhǎn）问题，变（biàn）频器应（yīng）满足将（jiāng）来工况扩展（zhǎn）的要求。

　　》系统（tǒng）方案（àn）选型
系统选用深圳市一和成科技（jì）有限（xiàn）公司空（kōng）压机专用（yòng）陛得系列变频器（qì），具有以下特性：
■ 频率精（jīng）度：数字设定为0.01Hz；模拟设定为±0.1%，可使压（yā）力波动范围（wéi）满足设计要求。
■ 过载能力强：150%额定（dìng）电流60s；180%额定电流1s。
■ 失速控制（zhì）功能：有效防止频繁过（guò）流过压跳（tiào）闸。
■ 内（nèi）置PID：可方便实现闭环控制系统。
■ 转矩补偿和提升功能：对空压机这种恒转（zhuǎn）矩负载适用性较好。
■ AVR功能：当电（diàn）网电压变化时，能自动保持（chí）输出电压恒定。
■ 自动节能：轻载情况下自动降（jiàng）低输出电压，达到（dào）节能（néng）效果。
在变频器输入端加装输入电抗器，能有效抑制变频器对电网的干扰。在变频器输（shū）出端加装输出电（diàn）抗器，能保（bǎo）障低频 运行时电机温度和噪音不超（chāo）过允许范围（wéi）。

　　》控制电气图&现（xiàn）场应用

》参数设定

》方案优点
1、节（jiē）约能（néng）源
    变频器控（kòng）制压缩机与传统压缩机比较：根据空气量需求（qiú）来调节（jiē）压缩机（jī）工况是非常经（jīng）济的运行状态，节约能源效 果最显著。

　　2、降低（dī）运行成本
    传（chuán）统压缩机的运行成本由三项组成：初始采（cǎi）购成本、维护成本和（hé）能源成（chéng）本。其中能源成（chéng）本大约占压缩机运行（háng）成 本的70%左右。通过降低能源成（chéng）本30~40%，再加（jiā）上变频起动后（hòu）对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低（dī），所以（yǐ）运
行成本将大大降低。

　　3、提（tí）高压力（lì）控制精度
    变（biàn）频控制系统具有精确的压力控制能力，使压缩机的空气压（yā）力输出与用户空气系（xì）统所需的气量相匹配（pèi）。变频控 制压缩机的输出（chū）气量随着电机转速的（de）改变而改变。由于变频（pín）控制（zhì）电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统（tǒng）压 力变化保持（chí）在±0.002Mpa范围内，有效地提高了工况的质量。

　　4、延长压缩机（jī）使用寿命
    变（biàn）频器从0Hz起动压缩机，它的（de）起动加速时（shí）间可以调整（zhěng），从而减少起动时对压缩机的电气部件和机械部件所造成 的冲击，增强系统可靠性，使压缩机的使用寿命延长。
    此外，变频控制能够减少机（jī）组（zǔ）起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电。空压机专用变频器能够有效地将起动电（diàn）流（liú）的峰（fēng）值减少到最低。

　　5、低了空压机的噪（zào）音
    根据（jù）压缩机的工况（kuàng）要求，变频节能改（gǎi）造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降了空（kōng）压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系（xì）统比较（jiào）下降约3至7分（fèn）贝。

　　6、以贵单位车间单台空压机22kW实际改造为（wéi）例：
■ 改造前每月用电约为：
P动= U*I*cosφ   =1.732×0.38KV×44A×0.85≈24.62kW
（cosφ=0.85  电网电压U=380V  空压机在工频50Hz运行时I=44A ）
■ 根据经验数据，加装空压机变频器运行后电流平均值（zhí）大约（yuē）为35A：
P变=U1*I1*cosφ =1.732×0.38KV×35A×0.85≈19.58kW
（cos=φ0.85  U1=380V  I1=35A，上（shàng）限频率50Hz，下限频率设定在25-30Hz之间）

　　工频每月用（yòng）电 ：24.62kW×24×26≈15363kW.h

　　变频每月用电（diàn） ：19.58kW×24×26≈12218kW.h

　　每月用电节电： 15363kW-12218kW≈3145kW.h

　　节（jiē）电率为：（24.62-19.58）/24.62≈21%

　　每月节电电费：3145kW.h×0.75元/kW.h≈2359元

　　每年节电电费：2359元×12月≈28308元