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一、概論

螺桿空壓機(jī)在紡織、化工、動(dòng)力、冶金、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用極廣，空壓機(jī)電機(jī)能耗一般比較大，啟動(dòng)模式式大多數(shù)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。因此，如何解決空壓機(jī)的節(jié)能運(yùn)行，成為很多空壓機(jī)廠家的研究方向。

經(jīng)過杭州能久機(jī)械“氣師傅”研究發(fā)現(xiàn)，空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行節(jié)能問題主要表現(xiàn)為排氣量的調(diào)節(jié)問題,而空氣壓縮機(jī)的排氣量與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系,所以,歸根到底空氣壓縮機(jī)的節(jié)能問題就是空氣壓縮機(jī)所配電機(jī)的調(diào)速問題。目前,中小型交流異步電機(jī)的最佳調(diào)速方式為變頻調(diào)速方式。

變頻螺桿空壓機(jī)通過改變電源頻率，改變空壓機(jī)主機(jī)的運(yùn)行速度，進(jìn)而改變空壓機(jī)的排氣量，變頻螺桿空壓機(jī)就是通過調(diào)節(jié)空壓機(jī)主電機(jī)的運(yùn)行頻率來實(shí)現(xiàn)改變排氣量而改變螺桿空壓機(jī)。

現(xiàn)在大多數(shù)的變頻螺桿空壓機(jī)的運(yùn)行頻率大多是由變頻器根據(jù)用戶設(shè)定的期望壓力和供氣端反饋的實(shí)時(shí)壓力的差值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)供氣端反饋的實(shí)時(shí)壓力超過用戶設(shè)定的期望壓力時(shí),變頻器減小輸出頻率,反之,則增大輸出頻率;而當(dāng)供氣端反饋的實(shí)時(shí)壓力等于用戶設(shè)定的期望壓力時(shí),變頻器維持實(shí)時(shí)輸出頻率。

二、為什么要實(shí)行變頻改造

普通螺桿空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造后,按照生產(chǎn)所需要的供氣壓力決定主電機(jī)轉(zhuǎn)速,按排氣溫度的要求確定風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速,即需要多大的功率電機(jī)就輸出多大的功率,而不必做無用功,達(dá)到節(jié)能目的。另外空壓機(jī)停止了空轉(zhuǎn),從而消除了空載損耗。從實(shí)際改造的效果來看,改造后節(jié)電率平均可達(dá)15%~25%。以一臺(tái)132kW的普通螺桿壓縮機(jī)為例,每天工作8h,每月工作25天,一般月可以節(jié)約電費(fèi)6000度。

三、能久機(jī)械空壓機(jī)變頻改造方案

由變頻器，壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)行恒壓控制。 反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。

四、能久機(jī)械空壓機(jī)變頻節(jié)能改造后的效益

1、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)空氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀。

2、運(yùn)行成本降低

傳統(tǒng)螺桿空壓機(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%。通過能源成本降低，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。

3、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。使螺桿空壓機(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5pisg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。

4、延長(zhǎng)螺桿空壓機(jī)的使用壽命并降低了噪音

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)也降低了設(shè)備噪音。 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.

5、啟動(dòng)無沖擊：由于變頻器本身是一個(gè)軟啟動(dòng)裝置，啟動(dòng)電流最大時(shí)在額定電流的兩倍左右，與工頻啟動(dòng)一般在額定電流的6倍以上相比，啟動(dòng)沖擊很小。減小了啟動(dòng)瞬間對(duì)電機(jī)電器元件的沖擊，延長(zhǎng)了電機(jī)和接觸器的壽命。

6、提高運(yùn)行時(shí)的工作效率：由于螺桿空壓機(jī)不能排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可能性，所以，只能按最大需求來決定電動(dòng)機(jī)的容量，故設(shè)計(jì)容量一般偏大。在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速就可以提高工作效率。

7、兼容性好：由于采用modbus通訊協(xié)議，可與市場(chǎng)上大部分的螺桿空壓機(jī)專用控制器配合使用。