空壓機(jī)運(yùn)行中自身存在的問(wèn)題

#主電機(jī)雖然采用Y-△降壓起動(dòng)，但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大，并且有一定的啟動(dòng)時(shí)間,這段時(shí)間消耗的電能不容忽視。另外，啟動(dòng)時(shí)大電流的沖擊會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。

#主電機(jī)時(shí)常工作在滿負(fù)荷上，但能量浪費(fèi)在出口閥門(mén)上，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。

#主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。

#主電機(jī)工頻起動(dòng)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)機(jī)械量大。

當(dāng)卸荷運(yùn)行時(shí)那部分電流不是做有用功的, 而是機(jī)械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗。這種機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置雖然也能起到壓力調(diào)節(jié)作用，但是壓力調(diào)節(jié)精度低，壓力波動(dòng)大；壓縮機(jī)總是在額定轉(zhuǎn)速下工作，機(jī)械磨損大、電耗高。

由于許多空壓機(jī)運(yùn)行方式是加載、卸載方式。卸載時(shí)電機(jī)空轉(zhuǎn),造成能源浪費(fèi)。變頻控制即通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制空壓機(jī)單位時(shí)間的出風(fēng)量，從而達(dá)到控制管路的壓力。

控制原理是：通過(guò)壓力變送器測(cè)得的管網(wǎng)壓力值與壓力的設(shè)定值相比較，得到偏差，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器計(jì)算出變頻器作用于異步電動(dòng)機(jī)的頻率值。由變頻器輸出相應(yīng)頻率和幅值的交流電，調(diào)節(jié)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，空壓機(jī)輸出相應(yīng)的壓縮空氣至儲(chǔ)氣罐，使之壓力變化，直到管網(wǎng)壓力與給定壓力值相同。

空壓機(jī)變頻改造后的效益

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(lái)供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀。

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(gòu)成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占?jí)嚎s機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過(guò)能源成本降低24.3%，再加上變頻起動(dòng)后對(duì)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。

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。

延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命。變頻器從0Hz起動(dòng)壓縮機(jī)，它的起動(dòng)加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)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(zhǎng)。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì)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(dòng)電流的峰值減少到最低程度。

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?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約3-7dB。

變頻器改造要求

設(shè)計(jì)要求：主電機(jī)變頻器運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動(dòng)范圍不超過(guò)±0.01MPa；保持原有的工頻控制系統(tǒng)，以確保變頻器出現(xiàn)異常保護(hù)時(shí)，可以直接切入工頻，不影響生產(chǎn)；在用氣量較小的情況下，變頻器處于低頻運(yùn)行或者進(jìn)入休眠狀態(tài)，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度不超過(guò)允許的范圍。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況：選用臺(tái)達(dá)B系列變頻器：VFD300B43A；額定電流：60A；過(guò)載能力：變頻器額定輸出電流150%，1min。
改造電氣原理圖如圖3。

結(jié)束語(yǔ)

首先，由于空壓機(jī)可以在保證生產(chǎn)所需要的最低壓力下運(yùn)行，電機(jī)輸入功率大大下降，輔以壓力閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的供氣壓力與轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)匹配，減少了電機(jī)的實(shí)際輸入功率，達(dá)到節(jié)能目的。即電機(jī)的轉(zhuǎn)速由供氣壓力來(lái)控制，壓縮機(jī)需要多大的功率，電機(jī)就輸出多大的功率，而不必做無(wú)用功，從而取得良好的節(jié)能效果；

其次，空壓機(jī)停止了空轉(zhuǎn)，電機(jī)不存在輕載運(yùn)行，這部分能量很可觀。相應(yīng)帶來(lái)的其它好處是：供氣壓力穩(wěn)定，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器，可使空壓機(jī)保持在設(shè)定的壓力值下工作，壓力穩(wěn)定可靠性高，而且壓力可以無(wú)級(jí)設(shè)定，隨時(shí)可調(diào)。

電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，壓縮機(jī)的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長(zhǎng)?？諌簷C(jī)排氣量由空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制，氣缸內(nèi)氣閥片不再反復(fù)地開(kāi)啟和關(guān)閉，閥座、彈簧等工作條件大大改善，避免了高溫、高壓氣體急劇的流動(dòng)與沖擊，維修工作量減少。