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变频器在空压机控制系统中的应用

【摘要】随着科学技术的发展，变频技术和空压机在工业生产中的应用也越来越广泛。为了实现对成本的控制和节能降耗，对空压机控制系统进行改造，在空压机控制系统中使用变频技术，将变频调节与闭环技术引入其中，实现了节约电能的效果，同时也提高了关键设备的可靠率，具有广泛的应用前景。

【关键词】变频器；空压机；控制系统；节能

引言

变频器在我国的使用是在上世纪八十年代，其优越的性能及良好的节能效果使得其应用量也不断的增加。与发达国家相比，我国的变频器应用量还有很大的差距。随着经济的发展，电气自动化的要求越来越高，在成本控制、节能降耗方面也有了更高的要求，因此其前景也是比较广阔的。空压机主要是利用电动机带动压缩机将气体进行压缩，使其具有一定的压力来满足生产工艺的要求，在电子、机械、化工、喷涂、纺织及动力领域广泛的使用。随着自动化水平的提高，对空压机自动化控制的要求更强，既节能又安全的控制系统是企业追求的效果，也是本文研究的主要方向。

1 传统空压机控制系统

螺杆式空气压缩机是最常用的空压机类型，其工作方式主要通过进气阀对开和关进行控制，在压力到达上限的时候关闭阀门，空气压缩机运行阶段，内部压力达到下限后，实现满载运行。压缩机的运行以加载和卸载进行时，气压在最小值和最大值之间变化，其最小值是保证设备运行的最低压力值，最大值就是设置的最大压力值。通常生产工艺系统要求的压力为某个值或一定为某个值或一定范围，而空气压缩机在加载和卸载的运行方式下，存在一定的负面作用，如气体压力出现变化的时候，会消耗过多的能耗，如果空压机内部空气压力超出压力下线，空压机会自动提升压力，在这个过程中，需要消耗电源大量的电能；减压阀工作时，出现能源浪费的现象，空压机在运行中，为了保证气动元件处于额定气压范围，会对气体进行减压，减压的过程会造成能量的消耗；在工作中，容易出现电动机闲置的状况，通常空压机设计只考虑满载运行情况，因此空压机容量均按照最大需求设计，随着空压机的发展，轻载运行也需要进行考虑，受电动机容量的限制，会出现能量的浪费，一般情况下，需要进行机械方式对调节阀频繁进行调整，导致磨损的加快，缩短了设备的使用寿命。

2 变频器在空气压控制系统中的应用

根据研究，对空气压缩机采用变频器进行控制，通过电动机的转速控制用气系统的需求，可以对空气压缩机的输入进行控制，实现生产的需求，不但节约了大量的电能资源，而且在运行中即便是出现了问题，也比较容易发现和解决，维护方便。由变频器、电动机、压力变送器、螺旋转子组成的压力闭环控制系统，

空压机变频恒压供气控制系统的设计

空压机变频恒压供气控制系统的设计来源：中国论文下载中心 [ 07-05-14 14:08:00 ] 作者：周少清编辑：studa20 1 引言空压机在工业生产中有着广泛地应用。在供水行业中，它担负着为水厂所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响水厂生产工艺。空压机的种类有很多，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。例如我厂使用的南京三达活塞式空压机、美国寿力螺杆压缩机和Atlas螺杆式空压机都采用了这种控制方式。根据我们多年的运行经验，该供气控制方式虽然原理简单、操作简便，但存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。随着社会的发展和进步，高效低耗的技术已愈来愈受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能同时改善空压机性能、提高供气品质就成为我们关心的一个话题。结合生产实际，我们选择了一台美国寿力LS-10型固定式螺杆空压机进行了研究。 2 空压机加、卸载供气控制方式简介作者以美国寿力LS-10型固定式螺杆空压机电控原理图(如图3所示)为例,对加、卸载供气控制方式进行简单介绍。 SA1转至自动位置，按下起动按钮SB2，KT1线圈得电，其瞬时闭合延时断开的动合触点闭合，KM3和KM1线圈得电动作压缩机电机开始Y形起动;此时进气控制阀YV1得电动作，控制气体从小储气罐中放出进入进气阀活塞腔，关闭进气阀，使压缩机从轻载开始起动。当KT达到设定时间(一般为6秒后)其延时断开的动断触点断开，延时闭合的动合触点闭合，KM3线圈断电释放，KM2线圈得电动作，空压机电机从Y 形自动改接成△形运行。此时YV1断电关闭，从储气罐放出的控制气被切断，进气阀全开，机组满载运行。(注:进气控制阀YV1只在起动过程起作用，而卸载控制阀YV4却在起动完毕后起作用。) 若所需气量低于额定排气量，排气压力上升，当超过设定的最小压力值Pmin(也称为加载压力)时，压力调节器动作，将控制气输送到进气阀，通过进气阀内的活塞，部分关闭进气阀，减少进气量，使供气与用气趋于平衡。当管线压力继续上升超过压力调节开关(SP4)设定的最大压力值Pmax(也称为卸载压力)时，压力调节开关跳开，电磁阀YV4掉电。这样，控制气直接进入进气阀，将进气口完全关闭;同时，放空阀在控制气的作用下打开，将分离罐内压缩空气放掉。当管线压力下降低于Pmin时，压力调节开关SP4复位(闭合)，YV4接通电源，这时通往进气阀和放空阀的控制气都被切断。这样进气阀重新全部打开，放空阀关闭，机组全负荷运行。 3 加、卸载供气控制方式存在的问题 3.1 能耗分析我们知道，加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示: Pmax＝(1＋δ)Pmin(1) δ是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上，即Pmin附近。由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分:

空压机变频节能改造方案说明

---------------------考试---------------------------学资学习网---------------------押题------------------------------ 录目变频节能改造背景第一部分基本情况一、变频调速技术二、空压机的改造缘由第二部分空压机介绍一、存在的主要问题二、变频改造的优点三、实现方法第三部分一、公司简介二、实现方法投资估算及服务承诺第四部分一、投资估算二、服务承诺

第一部分变频节能改造背景一、基本情况广西南宁华诺糖厂空压站现有315KW/380V空压机3台，160KW/380V 空压机4台每年耗电量约200多万元。对华诺糖厂来说是一笔很大的开支。近年来，我国经济飞速发展，对能源的需求尤其是是对电能的需求激增。去年夏季，珠三角和长三角许多城市不得不拉闸限电，我国不仅在电能开发上需要加快速度，而且还应该在节约电能方面狠下功夫，据统计，我国在电能利用率上仅有34%左右，比发达国家低10多个百分点，电能供给缺口大，电能利用率低，致使电费一涨再涨。去年8月份，襄樊市电力缺口大,电价上涨0.05元/度，达0.52元/度，使公司的成本开支增大，要降低成本，抓住主要矛盾，首先是降低电耗！二、变频调速技术交流电动机变频调速是近25年内发展起来的新技术，而在我国的普及应用已有10多年，即使在这短短的10多年里，国内变频器技术发展很快，技术相当成熟,并且有些变频器(如英威腾变频)装到成

套上出口到美国和澳大利亚。在国内广泛应用在风机、水泵、压缩机及调速设备上,应用的用户很多，使用后反映都不错。变频调速技术在国内压缩机上应用的处于高速增长期，我们专业做变频器推广应用的企业已做了许多压缩机节能改造的工程，节电效果相当明显，业绩发展很快。尤其是2001年国家经贸委下发的《关于加快风机水泵压缩机变频节能改造的意见》给我们襄樊华强照明有限公司节电工作指明了明确的方向。第二部分空压机的改造缘由一. 空压机介绍：工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。电机功率：110KW交流异步电机额定电流：220A 额定转速：1480转/分原系统工作状况：

空压机变频器系统功能

1 系统功能： ?自动容量调节控制空压机采用容调控制，当排气量有富馀则压力升高到设定值（如0.7Mpa），空压机进入空载状态，空载电机耗电及放入大气的压缩空气都是无用功，加装变频的意义就在于省掉这部分无用功。 ?变频节能控制（使用任意一台均为变频控制）变频器按照设定的压力和管道出口处的实际压力反馈信号实时调整空压机电机的转速，从而调整排气量，达到需用多少产生多少，并保证压力的稳定。变频器控制单元有一个内置的PID 控制器，它可以用于控制压力、流量和液位等过程变量。在启动了过程PID 控制之后，过程给定信号（设定点）取代速度给定信号。另外，一个实际值（过程反馈）也会反馈给传动单元。过程PID 控制会调节传动单元的速度使实际测量值等于给定值。下面右侧的方框图举例说明了过程PID 控制。左侧的图显示了控制器根据压力测量值和压力设定值来调节空压机的运转速度。 ?变频节能控制能耗分析我们知道，加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示： Pmax＝(1＋δ)Pmin δ是一个百分数，其数值大致在25%～40%之间。

而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上，即Pmin附近。由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分： (1) 压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量在压力达到Pmin后，原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程中必将会向外界释放更多的热量，从而导致能量损失。另一方面，高于Pmin的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压至接近Pmin。这一过程同样是一个耗能过程。 (2) 卸载时调节方法不合理所消耗的能量通常情况下，当压力达到Pmax时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功，但空压机在空转中还是要带动螺杆做回转运动，据我们测算，空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%～15%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之，该空压机至少在10%的时间处于空载状态，在作无用功。 ?变频节能控制的其他益处供气压力稳定；实现加卸载转换的多个阀门几乎不用动作，增长了使用寿命；转速始终在最高值以下，主机的寿命会增长，设备运转噪音会降低；排气量低于最高值，设备的运行温度会下降，增长润滑油的使用寿命；各种滤材的寿命也会增长，降低维护费用；变频装置本身是一种软起动设备，可大大降低电机起动电流，降低对电网的污染。 ?自动记忆运行当出现控制信号如给定信号、压力反馈信号丢失等故障时，变频器可以按照故障前15分钟内的平均运行值或预先设定的数值（如0.7Mpa）自动运行，同时给出故障提示。 ?瞬时掉电保护

空压机节能变频技术

空压机节能变频技术市蓝海华腾技术有限公司是一家致力于变频器的研发、设计、生产与销售的高新技术企业，拥有丰富的行业经验和雄厚的技术实力。针对空压机行业电能浪费严重，节能需求迫切的现状，公司经过深入研究，结合V5-K空压机专用变频器，推出了完整的空压机变频控制解决方案。一、行业分析据中国空压机网调查：全国有180亿元/年的空压机市场，有超过400万台的空压机在工作，22KW以上功率等级的空压机超过100万台，22kw以下中小空压机以活塞式为主。年新增数十万台。空压机一般按工厂最大负荷加10-20%余量设计，另外工厂实际需求存在季节性及时间性波动，也导致用气量波动较大，所以空压机多数时间并非满载运行，节能空间很大。空压机的用电量约占全部工业用电设备的9%，节能降耗利国利民。国家提供专项资金大力扶持节能降耗，这也进一步推动了空压机等产业的升级。变频空压机也越来越为广大用户接受。变频空压机已经成为未来的主流发展方向。二、传统空压机的问题传统空压机的工作图：传统空压机的问题： 1、电能浪费严重传统的加卸载式空压机，能量主要浪费在： 1）加载时的电能消耗在压力达到所需工作压力后，传统控制方式决定其压力会继续上升直到卸载压力。在加压过程中，一定会产生更多的热量和噪音，从而导致电能损失。另一方面，高压气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压，这一过程同样耗能。 2）卸载时电能的消耗当达到卸载压力时，空压机自动打开卸载阀，使电机空转，造成严重的能量浪费。空压机卸载时的功耗约占满载时的30%～50%，可见传统空压机有明显的节能空间。 2、工频启动冲击电流大

螺杆空压机变频节能改造方案

螺杆空压机变频节能改造原理与应用螺杆式空压机广泛地用于工业生产中，在其控制中采用加载-卸载阀来控制空压机的供气。由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别，使得用气量发生波动，有时会造成空压机频繁加载、卸载。空压机卸载后电机仍然工频运转，不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损；空压机加载过程是突然加载，也会对设备和电网造成较大的冲击。因此对空压机进行变频改造具有改善电机的启动和运行方式、减少设备的机械磨损、在一定范围内节约电能等效果。一、螺杆式空压机的工作原理以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理，如图1所示为单螺杆空气压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。二、压缩气供气系统组成及空压机控制原理 1、压缩气供气系统组成工厂空气压缩气供气系统一般由空气压缩机、冷干机、过滤器、储气罐、管路、阀门和用气设备组成。如图2所示为压缩气供气系统组成示意图。 2、空气压缩机的控制原理在工厂的空气压缩机控制系统中，普遍采用后端管道上安装的压力继电器来控制空气压缩机的运行。空压机启动时，加载阀处于不工作态，加载气缸不动作，空压机头进气口关闭，电机空载启动。当空气压缩机启动运行后，如果后端设备用气量较大，储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力上限值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不断地向后端管路产生压缩气。如果后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，压力控制器发出卸载信号，加载阀停止工作，进气口关闭，电机空载运行。图3为某品牌空气压缩机的系统原理图。

空压机变频器控制解决方案.

空压机变频器控制解决方案空气压缩机组是很多企业的必备设备。根据工地用气状况，需要控制空气压缩机的开、停（如定期检修、故障紧急停止等），通过变频器控制压缩速度以适应随即变化的用风情况达到节电目的。所有这些要求顺序操作相应开关、阀门和控制变频器来完成。运行中，要求经常检测机组状况，在温度、压力、电机额定电流等超过允许值时应紧急停车。压力过大要求变频器降低电机转速，必要时停止部分空压机。所有这些采用人力监视的缺陷是：24小时监视人员容易疲劳，很不安全，且浪费人力资源。因此采用工控机自动智能监测解决方案正在得到广泛应用。某矿区有三台V-6/7电动固定水冷式空气压缩机组，要求是远程操作自动启停，参数异常自动停车，变频节能运行。由于矿区电压不稳，特别是空压机的开停对电网的干扰很大，振动强、灰尘多、环境恶劣，需要24小时不间断工作，为确保系统的安全稳定，本系统控制核心采用研祥工控机祥捷I-P10S22，整体解决方案如下。 [系统构成] 一、要检测的点: 1、电量信号检测装置：检测主电机电流1点，及总电源的3相电压共3点。 2、压力信号检测装置：检测1级缸、2级缸及储风缸压力3点。 3、温度信号检测装置：检测1级缸排气温度、2级缸进气温度、2级缸排气温度、油温、曲轴轴承温度2点、电机轴承温度2点以及冷却水出口温度共9点。共计：（1+3+9）X3+3=42点二、关键设备: 1、I-P10S22工控机：“祥捷I-P10S22”工控机是国内最大的工控机设计生产公司研祥产品，由IPC-810A机箱、IPC-6113LP4底板、FSC-1622VDNA工业级CPU长卡、工业电源PS-270A等等组成，质量有保证，系统的安全系数大大提高。 2、PCI-64AD数据采集卡：64通道高增益多功能DAS卡（PCI总线接口），在此系统作为32路差分模拟信号进行A/D转换，负责对检测点模拟量输入信号进行定量数据采集。 3、PCI-16P16R控制卡：是一个16通道的继电器输出和隔离的紧凑型PCI总线数字D/I卡，提供16路继电器输出和16路光隔离数字输入。板上16继电器输出用于控制功率开关或开关控制设备（如冷却水泵开关，进气阀、排气阀开关、主电机开停等等），16路光隔离数字输入用于监测点的“开关量信号”输入（如高温报警点、压力最大阀值等等）。 4、变频控制器：由工控机控制其运行，通过改变输出电压频率改变电机转速，以改变空压机压速速度。 [系统框图] 该系统的方框图如下图所示，整个系统的方框图只是粗略的描绘了系统原理，实际情况走线更为复杂。 [系统配置]

变频改造方案

LG-10.5/8变频改造方案空压机的加卸载是空压机运行工况的一种重要性能，加载时间和卸载时间是空压机运行的重要参数。变频改造后缩短了系统的加卸载时间，从而节约电能。

计算：贵公司现有的空压机的规格是：功率为55KW、排气压力为0.80Mpa使用时间为19207小时，加载时间为2169小时,加载率约为11.2%。共计使用800天，螺杆机平均每天运行24小时，生产上不管用气多少，从上班到下班一直如此，气压打满后机组会卸载运行，但卸载运行时机组会有40％的空载损耗，因此一台55KW的普通空压机会浪费40％的电能。那么一台55KW的普通空压机会因此浪费电。也就是说：变频空压机不存在卸载，因此也不存在空载浪费。而变频空压机卸载载时，转速降低，功率下调到最小，消耗电能极少。 A.用不完省电： 88.8%卸载时间*（损耗55 *40%空载损耗）≈19.5KW/时（一般情况下空压机的实际用气量会小于机组的额定产量，有的是因为购买时考虑的余量，有的是因为局部时间只用一部分的气，有的是因为生产上淡旺季的问题等等，这样的状况属于“用不完”。)

B.低压力省电： “高压低用”这也很浪费，就像“用不完”一样。普通螺杆机始终6-8公斤频繁加卸载工作，实际也就只用了7公斤，那么额外的2公斤频繁爬升会让机组多消耗14％（每爬升l公斤多耗7％的电流)。按频繁爬升时间累计是30％，这样一台55KW的普通空压机会因30％的频繁加载多浪费电。同样如果是变频空压机它始终保持7公斤不变的供气，那么也就不存在这1公斤的爬升损耗了。 11.2%加载时间*（因1公斤爬升55KW * 7%）≈0.42KW/小时图：变频技术与非变频技术的压力控制对比 1.变频器本身的能耗：55KW/小时*3%≈1.65KW/小时 2.压缩机节约为：19.5KW/小时+0.42 KW/小时-1.65KW/小时= 18.2KW/小时 3.按压缩机一年每日运行24小时，电费1元/度计算，总共1台压缩机每年可节约的费用约为： 18.2KW/小时*24h*30天*12月*1元/KW*1台 =157248元（平均13104.00/月）

空压机变频改造方案

由于空压机不排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以，选型时只能按最大需求来确定电机容量，造成空压机系统余量一般偏大。传统空压机都采用星三角降压启动，但工频启动时电流仍然能达到额定电流的2~3倍，冲击大，会影响到电网的稳定性。且大多数空压机是连续运行，由于一般空压机的电机本身不能根据压力需求的变动来实现降速，使电机输出功率与现场实际压力需求量相匹配，导致在用气量少的时候仍然要空载运行，造成巨大的电能浪费。据统计，空压机占大型工业设备(风机、水泵、锅炉等)几乎所有的耗电量的15%。空压机的节能改造势在必行。若能采用变频调速技术，当流量需要量减少时，就可以降低电动机的转速，从而较大幅度减小电动机的运行功率，实现节能的目的。 1．变频器应用方案根据招标要求，我方为该空压机组安装一台变频器，并且采用一拖二的方式启动两台ZR250型空压机，我公司选用的是丹佛斯FC102型250KW变频器，此变频器可以软启动两台空压机，正常工作时，启动一台ZR110空压机，此时压力并不能满足需求，需要变频器启动一台ZR250空压机，并根据压力需求自行调节电机转速，当ZR110 变频器出现故障时，可以同时启动两台ZR250空压机，并可以实现工变频切换。节能原理：变频调速系统以输出压力作为控制对象，由PLC、变频器、压力传感器、电机组成闭环恒压控制系统，工作压力值可由触摸屏直接设置，现场压力由传感器来检测，转换成4~20mA电流信号后反馈到PLC，PLC通过检测值和设定值进行比较，

进行PID调节控制变频器转速，达到空压机恒压供气和节能的目的。变频节能表现在： 1、变频器通过调整电机的转速来调整气体流量，使电机的输出功率与流量需求成正比，保持电机高效率工作，功率因数高，无功损耗小，节电效果明显； 2、按严格的EMS标准设计，高速低耗的IGBT以及采用了高效的失量控制算法，使得V&T变频器谐波失真和电机的电能损耗最小化； 3、自动快速休眠使得空载时间变短，电机完全停止，最大程度节能。无冲击启动及低频大转矩特性保证变频器随时带载起停。节能空间：灰色：变频空压机功耗曲线绿色：节能部分A，变频空压机比普通空压机节省的能量浅蓝色：节能部分B，变频空压机可能节省的能量。B为当变频空压机已进入空久停机休眠阶段，而普通空压机没有进入休眠时，变频空压机节省的能量。如果变频空压机也没有进入休眠，则B=0。刚启动或休眠后启动时，普通空压机和变频空压机均运行在额定功率附近。因此变频空压机可以保证充气的快速性。 2．1、启动电流小，对电网无冲击变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命； 2、输出压力稳定采用变频控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，提高生产效率和产品质量； 3、设备维护量小空压机变频启动电流小，小于2倍额定电流，加卸载阀无须反复动作，变频空压机根据用气量自动调节电机转速，运行频率低，转速慢，轴承磨损小，设备使用寿命延长，维护工作量变小。 4、噪音低变频根据用气需要提供能量，没有太多的能量损耗，电机运转频率低，机械转动噪音因此变小，由于变频以调节电机转速的方式，不用反复加载、卸载，频繁加卸载的噪音也没有了，持续加压，气压不稳产生的噪音也消失了。总之，采用变频恒压控制系统后，不但可节约一笔数目可观的电力费用，延长压缩机的使用寿命，还可实现恒压供气的目的，提高生产效率和产品质量。

空压机节能改造

摘要:本文介绍了螺杆式空压机的工作原理，分析了传统空压机供气系统电能浪费的几个方面，讲述了珠海市亚太节能设备有限公司利用电骑士变频器对中联麓谷工业园空压机供气系统的节能改造与节能效果。关键词:恒压供气变频器空压机 1 、概述空压机在工业生产中有着广泛地应用。在名种行业中，它担负着为工厂所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响工厂生产工艺。空压机的种类有很多，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。例如台湾复盛空压机、德国螺霸螺杆式空压机和尚爱中高压活塞式空压机都采用了这种控制方式。该供气方式虽然原理简单、操作方便，但存在耗电量高、进气阀易损坏、供气压力不稳定等问题。随着我国经济的飞快发展，国家越来越关注高效低耗的技术，而这种技术已受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能的同时也能改善空压机性能、提高供气品质就成为我们关心的一个话题。 2、传统空压机供气系统电能浪费分析 2．1传统空压机供气系统电能浪费主要有如下几个方面： 1）、传统空压机供气系统的工作状态主要有两种：一种是加载状态，另一种是空载状态。（1）加载时的电能消耗

加载状态是，在压力达到最小值后，原控制方式决定其压力会继续上升直到最大压力值。在加压过程中,一定要向外界释放更多的热量，从而导致电能损失。另一方面，高于压力最大值的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。（2）卸载时电能的消耗空载状态时，当压力达到压力最大值时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据我们测算，空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%～25%,这还是在卸载时间所占比例不大的情况下。换而言之，该空压机20%左右的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。 2）、传统空压机供气系统的压力控制是上下限控制，首先根据生产设备的最低压力要求，设定空压机输出压力的下限，也就是空压机开始加载的压力；再在最低压力上加1帕左右，作为空压机输出压力的上限，即开始卸载的压力。空压机的输出工作压力将在上下限之间波动。空压机的功率消耗和输出压力成正比。输出的压力越高消耗的功率也越大，从输出压力的下限到上限的1帕的压差将多消耗总功率的7-10%。 3）、在传统供气空压机系统中，如果有多台空压机同时运行，每台空压机的输出压力都将随着管网的压力波动而在上下限之间波动，所以每台机都多消耗7 -10%的额定功率。

空压机加变频器的参数

空压机加变频器的参数普通的螺杆空压机改造为变频型，能够降低运营的成本、还可以延长机械的寿命。普通空压机的电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，浪费电能。经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力。那么改装变频器后，空压机从低频起动，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。变频器频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据用气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状态。提高压力控制精度，使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变，有效地提高了工况的质量。下面分析一下节能的具体计算参数：我们以一台９０千瓦的工频空压机来计算。将设定工频５０ＨＺ空载运行改为变频３０ＨＺ空载运行以达到节能的目的。　那么我们对工频５０ＨＺ空载运行改为变频３０ＨＺ空载运行节能后的节能分析（变频器工作方式恒压频比）。当电机由工频５０ＨＺ空载运行改为变频３０ＨＺ空载运行后，定子绕组所承受的相电压Ｕ＝Ｕ×ｆ设÷ｆ工＝２２８Ｖ，电压的平方正比于电机输出力矩，故工频５０ＨＺ空载运行改为变频２０ＨＺ空载运行后电机输出力矩变成接近原来的１／３。变频空载功率损耗Ｐ３０可按以下公式计算：

Ｕ—电源电压，取３８０Ｖ（工作电压）；　Ｐ５０＝　√３×Ｕ×Ｉ×ＣＯＳφ÷η η—电机效率，取０．８７２（经验值）；＝１．７３２×３８０×９０×０．８８÷０．８７２Ｉ—空载电流，取９０Ａ（实测值）；　＝６０００００ＷＣＯＳφ—功率因数，取０．８８经验值）；＝６０ＫＷ通过关系式ｎ（转速）＝６０ｆ（频率）／ｐ（电机旋转磁场的极对数）Ｐ（功率）＝　Ｍ（转距）×ｎ（转速）ｎ＝６０ｆ／ｐＰ５０＝Ｐ３０　ｎ３０＝６０×ｆ３０×（６０×ｆ５０／　ｎ５０）Ｐ＝　Ｍ×ｎＰ３０＝　Ｍ２０×ｎ２０Ｍ２０为２０ＨＺ时输出力矩；　　＝　Ｍ５０÷３×ｎ２０ｎ５０—电机工频转数为２９５０ｒｐｍ（电机铭牌标称）；＝　Ｍ５０÷３×６０×ｆ３０×（６０×ｆ５０／　ｎ５０）ｎ２０为２０ＨＺ电机转数；　＝（Ｐ５０　／２９５０）÷３　×６０×ｆ３０×（６０×ｆ５０／　ｎ５０）Ｍ５０为５０ＨＺ工频时输出力矩；代入数据：Ｐ２０—２０ＨＺ时输出空载功率；＝（６００００　／２９５０）÷３　×６０×３０×（６０×５０／　２９５０）　＝１２４１０Ｗ通过以上计算，工频５０ＨＺ空载运行改为变频３０ＨＺ空载运行能节约Ｐ５０－　Ｐ３０＝６０００００Ｗ　－１２４１０Ｗ　＝４７５９０Ｗ＝４７．５９ＫＷ年节约空载损耗Ｗ。（年总运行时间取　８０００小时）　Ｗ＝（Ｐ５０－　Ｐ３０）×年总运行时间×空载率　＝　４７．５９ＫＷ×８０００×０．１７　＝６４７２２．４Ｗｈ年节约空载损耗费用Ｆ。工业用电价格，取０．７元／　ＫＷｈ；Ｆ＝　Ｗ×０．７＝６４７２２．４×０．７＝４５３０５．６８元普通机改造变频器后，该空压机可预测年节约空载损耗费用４５３０５．６８元，如此看来每年可以帮助企业节省了一大笔的费用。本文由：螺杆空压机　ｗｗｗ．ｌｇｋｏｎｇｙａｊｉ．ｃｏｍ　编辑

变频器在空压机控制系统中的应用

变频器在空压机控制系统中的应用摘要：空气压缩机的传统工作方式引发了能源的浪费，对生产造成了不良的影响。变频器在空压机控制系统中的使用解决了传统空压机控制系统运行中的问题和缺陷，节约了大量的电能。减少了设备维修的工作量，并能有效控制空气压缩机的输出压力，从而具有广泛的发展潜力。关键词：变频器空压机控制系统应用空气压缩机将空气压进了储气罐中，是使机械保持一定压力的机械设备。在电解铝的生产发展过程中，空气压缩机为各种机械气动的元件以及气动的机械设备提供了气源，从而能在实际生产机械设备的运行过程中占据了重要的位置。 1传统空压机控制系统问题传统空气压缩机（螺杆式空气压缩机）的工作方式是以进气阀为基础的开和关的控制形式，也就是压力达到上限时关阀，在空气压缩机进入轻载发展和运行阶段过程中，当空气压缩机内部压力值达到下限后，空气压缩机实现了满载运行。空气压缩机以加载和卸载的为运行方式，使压缩机气压在最大值和最小值之间往复变化，此时，压缩机的最小值是能够保证相应设备运行的最低压力值。而最大压力值则为设定的最大压力值。一般状况下压力值范围为 1.1~1.25。空气压缩机的加载和卸载的工作方式造成了一定的负面效果。下图为空压机

工作原理。 1.1气体压力的变化消耗了过多的能耗当空气压缩机内部空气压力超过了最小的下限压力值，空气压缩机将现时的压力上升到限定的最高压力值关闭阀门，而提升压力的过程需要电源为空气压缩机提供能量，当空气压缩机内部的压力值为最高的定额值时，可关闭空气压缩机的进气阀，于是空压机不再压缩气体进行做功。但空气压缩机仍旧带动螺杆进行回转运动，这一过程将消耗空压机满载运行中的10%~15%。 1.2减压阀造成的能源浪费空气压缩机在实际运行过程中应保证气动元件的额定气压保持在最小压力范围内，若是高于最小压力范围，那么应保证气体经过减压到接近空压机的最小压力值再进入气动元件，否则将造成能量的浪费。 1.3空气压缩机电动机容量闲置在一般状况下，空气压缩机的设计者往往只考虑空气压缩机能否满载运行，由此在设计中只对空气压缩机电动机的容量按照最大需求实现对相应参数的选择，然而在空气压缩机的现实运行和发展过程中，不仅满载运行占据一定的比重，轻载运行的比例也相当高，从而容易造成空压机电动机容量的限制，造成了能量的浪费。碰到此种情况，以往只是靠机械方式频繁地调节阀动作来对其进行调整，致使阀的磨损速度加快，无形中增加了维护成本并缩短设备的寿命。对于工频供电的情形，所需的启动电流冲击比较大，进而影响到电网电压和其它设备的正常运作，不利于管理和维护。

空压机变频改造

一、空压机的原理及计算 1、空压机的分类：目前常见的压缩机有活塞式、螺杆式、离心式。 1）活塞式没有改造的必要，没有节能空间。 2）螺杆式主力改造机型。 3）离心式一般为很少改造。 2、空压机的改造的原理：目前常见的压缩机有活塞式、螺杆式、离心式，不论哪一种工作方式，压缩机单位时间内产气量是一定的，目前压缩机都采用上下限控制或启停式控制，也就是说，当气缸内的压力达到设定值的上限时，空压机关闭进气阀，这种工作方式频繁出现加载卸载，而且对电网、螺杆空压机本身都有极大的破坏性。二、系统原工频运行概况 1、空压机工作原理简述原空压机的运行方式为工频状态。压力采用两点式控制（上、下限控制），也就是当空压机气缸内压力达到设定值上限时，空压机通过本身的油压关闭进气阀，当压力下降到设定值下限时，空压机打开进气阀。生产的工作状况决定了用气量的时常变化，这样就导致了空压机在半载或轻载下运行，或者经常是加载几分钟，卸载几分钟，频繁的卸载和加载。空压机卸载运行时，不产生压缩空气，电动机处于空载状态，其用电量为满负载60%左右，这部分电能被白白的浪费。系统在设计时是针对全厂满负荷用气量来设计的，并考虑了富余，是按最大用量来设计的，而现在的工况是用气量经常变化，且经常在半载下运行，在整个系统运行时存在着严重的“大马拉小车”的现象。为了解决这种现象，节约能源，提高经济效益，有必要对现有系统进行变频改造。 2、简单来说螺杆式空压机分为两种工作状态 1）、加载运行进气阀打开，空压机产气。 2）、卸载运行进气阀关闭，空压机不产气，电机轻载运行，为下次加载做准备。可见卸载运行对于压缩气体的产生并没有什么帮助，会白白浪费能源。 3、空压机的节能空间的计算：加装变频器可以对电机调速，使产气量趋于线性，用多少产多少，不会有卸载，

空压机变频节能及余热回收方案

节能项目方案设计 1空压机变频节能改造 1.1企业空压机系统基本情况介绍某某科技（深圳）有限公司共有五台空气压缩机，其中三台用于A栋厂房，两台螺杆式空压机37kW、型号：OGFD37；一台活塞式空压机15kW、型号：AW19008。供A栋厂房冲压车间、自动组装机以及研发部门用气。另外两台螺杆式空压机22kW、型号：OGFD22，供C栋厂房注塑车间、机加工车间、组装、包装车间用气。 1.2空压机变频节能改造分析一：原空压机系统工况的问题分析 1.主电机虽然以星-角降压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。 2.主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费最为严重。 3.主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。 4.主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以对设备的维护量大。空压机节能改造的必要性：鉴于以上对空压机的原理说明以及目前的工况分析，我们认为对空压机的节能降噪改造是必要的，这样不仅能够节约大量的运行费用，降低生产成本，同时还可以降低空压机运行时产生的噪音，减少设备维护费用。二：螺杆式空压机的工作原理介绍单螺杆空压机空气压缩机工作原理，如图1所示为单螺杆空气

压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。图1 单螺杆空气压缩机原理图三：压缩气供气系统组成及空压机控制原理 ⑴、压缩气供气系统组成工厂空气压缩气供气系统一般由空气压缩机、过滤器、储气罐、干燥机、管路、阀门和用气设备组成。如图2所示为压缩气供气系统组成示意图。

普乐特空压机控制器MAMVF

变频Ⅲ型螺杆空压机微电脑控制器 MAM680VF-Ⅲ 用户手册深圳市普乐特电子有限公司地址：深圳市福田区商报路天健工业区25栋西六楼电话：（0755）2822 邮编：518034 传真：（0755）：

●LCD中英文显示. ●对空压机进行防逆转保护. ●远程/本地控制选择. ●对温度进行检测与控制保护. ●变频－变频联动、变频－工频联动运行选择。 ●支持变频器减速停机、自由停机选择。 ●二路RS-485通讯接口。一路读取变频器数据，一路联控或与外部通信。 ●集成PID运算与控制于一体，根据供气压力，控制变频器运行频率，实现恒压供气。 ●高度集成，高可靠性，高性价比. 目录一、基本操作............................................................................... 1、按键说明........................................................................... 2、指示灯说明......................................................................... 3、状态显示与操作..................................................................... 4、运行参数、菜单..................................................................... 3、用户参数查看及修改................................................................. 4、用户参数表及功能................................................................... 4、厂家参数........................................................................... 7、调整参数........................................................................... 8、操作权限及密码管理................................................................. 二、控制器功能及技术参数................................................................... 三、型号规格............................................................................... 四、安装................................................................................... 1、机械安装.......................................................... 错误!未定义书签。 2、电气安装接线....................................................................... 五、控制过程............................................................................... 1、单机运行........................................................................... 2、联网控制........................................................................... 3、风机运行........................................................................... 六、预警与提示............................................................................. 1、空滤器预警指示..................................................................... 2、油滤器预警指示..................................................................... 3、油分器预警指示.....................................................................

螺杆式空气压缩机变频改造方案

螺杆式空气压缩机变频改造方案 1、空气压缩机系统的一般控制过程：按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断油阀，空气压缩机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀则打开以排放油气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力时，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行。当系统压力下降至压力开关下限值，即回跳压力时，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。 2、加装变频器进行节能改造方法： 2.1、空压机的改造主要是电路的改造，通过替代原工频供电方式，同时备用工频供电方式。空压机主电路采用星三角降压启动方式，将变频输出直接串接入星三角输入回路上端，注意空压机压缩机散热风机输入电源及控制器回路电源的此时应与变频器的输入电源向并联。加装变频器后工变频回路同时存在，应做工变频电气互锁控制，避免误操作情况下损坏变频器。 2.2、根据不同的控制要求，控制方式介绍以下2种。 2.2.1、变频恒压供气模式实现方式：取系统压力信号，由储气罐压力值作为恒压供气系统参考值，通过加装压力变送器将气压值转化为电信号传送至变频器，设置变频器PID控制数据，变频器根据压力变化自动调节电动机转速实现节能运行。特点：控制容易实现，变频调节范围窄系统响应快；空压机主要运行在加载状态，电磁阀开关频率低，调度平滑，系统噪音小。 2.2.2、变频器上下限运行模式实现方式：变频器根据空压机进气电磁阀状态设置上限和下限运行频率状态。或者是加装压力检测控制器，根据所需压力大小设置上下限关断点，控制变频器的运行频率。空压机启动及系统压力达上限值时为空压机空载状态，电磁阀状态为关断，对应变频器下限频率运行；系统压力达下限值时空压机加载状态，电机满载运行，电磁阀状态为打开，对应变频器上限频率运行。

空压机专用变频器安装指南

空压机专用变频器安装手册 LF3000-KY系列一：产品介绍：磊峰空压机专用变频器是东莞市磊峰电子科技有限公司自主研发生产的一款空压机专用型变频器，磊峰空压机变频器LF3000-KY系列已经过多年的产品实践应用与技术改进，目前成功应用于阿特拉斯，寿力，英格索兰，神钢，复盛，捷豹，巨风，凌格风，开山等知名品牌的空压机设备改造（或故障机替换）与新机配套，控制功能达到完美的矢量效果，性能稳定，是进行旧空压机节能改造与新空压机配套使用的理想产品.现介绍磊峰空压机变频器在旧空压机改造与新空压机安装及调试方法，协助您更好的使用磊峰变频器以达到最佳的节能效果. 二：安装指南：：空压机加装磊峰变频器前示意图：上图是空压机安装磊峰变频器前的示意图说明： 1：R S T 是空压机电源输入接线端子，电源一路送给KM1 KM2 ，空压机控制器控制电机启动是通过KM1 KM2 KM3组成的星三角降压启动来实现的. 2：R S T 另一路送到控制器的相位检测端，用于相位检测，同时给空压机散热风扇与空压机电源变压器提供电源（图纸未显示），其次空压机的电机电流检测互感器一般是接在R S T 端子的上端，其中有两条电源线是经过CT1的两个内部圈. 上图是空压机加装磊峰变频器后示意图以下是开山空压机（新机）改装前后的图片对比改装前（未使用变频器）改装后（加装了变频器）

说明： 1:首先将连接于R S T 端子到KM1接触器的三条电源线拆掉，这三条其中有两条是经过CT1的，重新从R S T端子接三条电源线到变频器的电源接线端 R S T ，同样有两条也要经过CT1，CT1是带两个圈的电流互感器，CT1将所感应到的电流信号送到空压机控制器，在控制器里可以看到电机电流，一般加装变频器后CT1感应到的三相电流是有点不稳定不平衡的，因为加装变频器后，变频器的输入侧电流是存在一定泼动，这是正常的.其实加装变频器后也没有必要使用CT1来检测变频器输入电流，因为变频器本身有电流保护与电流显示，对空压机电机有保护作用.因为目前市场上配套变频器专用的空压机控制器一般是没有安装CT1，而是通过通讯直接读出变频器的电流. 2：变频器的输出端U V W 接到 KM1的输入端，在这里请注意，变频器输出的电只能用来控制电机，有的空压机将散热风机或空压机变压器的电源接到KM1 或 KM2的输入端，此时请务必注意将接到KM1或KM2输入端供给散热风机与空压机电源变压器的电源线重新拆下来接到空压机电源端子 R S T 3：主回路的线接好后就要接控制回路的线了，变频器要能正常控制空压机电机正常运转，需要两个条件，一是启动信号，二是速度信号，启动信号从DI1 ，COM这两个端子给定，来自KM2的一个常开点，当空压机启动后，KM1 KM2 KM3这三个接触器执行星三角降压启动的动作，过程中KM2是最后吸合的，当KM2吸合后，其常开触点闭合，这个闭合的信号送到变频器的DI1 与COM端，变频器开始运行，变频器运行后马达不一定会转，另一个条件是变频器速度信号输入端 20MA与GND能接收到一个0到20MA的电流信号，如下图所示：