變頻器在空壓機(jī)上的應(yīng)用益處

摘 要：在全球倡導(dǎo)高效節(jié)能，保護(hù)環(huán)境的趨勢下，符合這一新型理念的機(jī)械設(shè)備，新型的有效的控制系統(tǒng)必將成為未來的主導(dǎo)。變頻器在螺桿空壓機(jī)的永磁異步電動機(jī)雙重作用下可以達(dá)到節(jié)能30%以上的效果，具有很好的使用和推廣價值。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；變頻器；控制器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.140

1 控制要求

本文僅以HLP-SK190系列變頻器在公司的空壓機(jī)應(yīng)用為列進(jìn)行說明，具體控制要求如下：

系統(tǒng)需求1臺37kW變頻器控制主電動機(jī)，其中對變頻器及控制要求主要包括：

（1）節(jié)能能源，變頻螺桿式空壓機(jī)比一般的空壓機(jī)節(jié)能電費(fèi)在30%左右。（2）運(yùn)行成本降低，因節(jié)能和對電機(jī)沖擊力小，電機(jī)使用壽命長。（3）變頻螺桿機(jī)精確的壓力控制精度。使壓力保持在一個范圍內(nèi)。（4）變頻螺桿空壓機(jī)的應(yīng)用，機(jī)箱的平均噪音低于一般空壓機(jī)。（5）由于變頻螺桿機(jī)的變頻器的運(yùn)行可減少機(jī)組啟動時電流的波動，降低對電網(wǎng)的沖擊。（6）適應(yīng)了空壓機(jī)氣量調(diào)節(jié)。變頻器低速率達(dá)到基準(zhǔn)頻率。

變頻螺桿式空壓機(jī)在設(shè)定所需壓力偏差值會始終保持±0.1bar，供氣恒壓比較穩(wěn)定；當(dāng)用氣量大時壓力保持不變而轉(zhuǎn)速自動補(bǔ)償，確保供氣需要；當(dāng)用氣量小時壓力保持不變而轉(zhuǎn)速自動降低，滿足僅夠用的氣量。所以具備以上優(yōu)點。

2 系統(tǒng)接線及調(diào)試

整個系統(tǒng)由兩部分組成，一是空壓機(jī)操作界面系統(tǒng)；另一是空壓機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)。試機(jī)前先確認(rèn)變頻器參數(shù)設(shè)置是否正確，空壓機(jī)操作界面里參數(shù)設(shè)置是否正確。開機(jī)時先低速啟動變頻器，逐漸提高轉(zhuǎn)速，并觀察空壓機(jī)運(yùn)行的振動以及電流的穩(wěn)定性。再逐漸升速降速，反復(fù)幾次，都沒有問題后，等電機(jī)完全停下后，測試電機(jī)電壓電流是否為零。

2.1 系統(tǒng)調(diào)試

主要包括以下幾個技術(shù)要點：

（1）電動機(jī)參數(shù)的自學(xué)習(xí)，這種大功率電動機(jī)高轉(zhuǎn)速對電動機(jī)參數(shù)準(zhǔn)確性的要求較高。（2）普通的旋轉(zhuǎn)調(diào)試，主要是在高速區(qū)間，保證電流的平穩(wěn)，電壓不能跌落。（3）驗證電網(wǎng)瞬間跌落以及意外斷電的情況下，變頻器對空壓機(jī)的保護(hù)，一般先在低速情況做驗證，再跑高速。

2.2 調(diào)試步驟如下

（1）變頻器恢復(fù)出廠設(shè)置，確認(rèn)電機(jī)結(jié)構(gòu)、電機(jī)電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)。（2）確認(rèn)加速、減速、電機(jī)頻率上限、最大輸出頻率、最低輸出頻率、停止頻率參數(shù)。（3）確認(rèn)空載過久停機(jī)時間、休眠保持時間、空載頻率風(fēng)機(jī)啟動溫度、風(fēng)機(jī)停止溫度參數(shù)。（4）輸入電動機(jī)參數(shù)并自學(xué)習(xí)，注意盡量用靜態(tài)自學(xué)習(xí)，畢竟轉(zhuǎn)速太高。（5）先低速旋轉(zhuǎn)，逐漸提高轉(zhuǎn)速，通過鉗形萬用表測試電機(jī)三相電流是否平衡，用萬用表測試電機(jī)三相電壓是否平衡，也可使用示波器觀察電流波形。（6）設(shè)置特殊功能參數(shù)，在電源缺相和電源故障情況下保護(hù)電機(jī)功能。（7）設(shè)置的氣壓值達(dá)到上限值時，電機(jī)應(yīng)由高速將至低速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)氣壓將至下限值時，電機(jī)又開始轉(zhuǎn)為高速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行加載運(yùn)行升壓，如此反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。（8）在高速運(yùn)轉(zhuǎn)按下停止按鈕，電機(jī)不要馬上停止，而需要延時120S，電機(jī)慢慢停止，這樣能有力保障電機(jī)和變頻器使用壽命。（9）長期觀察系統(tǒng)穩(wěn)定性，并可用紅外線測溫槍測試電機(jī)表面溫度。

3 變頻器參數(shù)設(shè)置

變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)如下表所示。

4 HLP-SK190系列變頻器介紹

本系列變頻器具有速度開環(huán)控制、過程閉環(huán)控制、電機(jī)自學(xué)習(xí)、電機(jī)預(yù)勵磁、自動轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、自動負(fù)載補(bǔ)償、自動穩(wěn)壓功能、多點V/F曲線、加減速曲線、直流制動、交流制動、轉(zhuǎn)速限制、電流限制、轉(zhuǎn)矩限制、頻率跟蹤起動、自動復(fù)位再啟動基本功能；點動控制、外控多段速、簡易PLC（包括順序控制、并行控制）、機(jī)械制動控制、UP/DOWN功能、相對增加/相對減小、相對比例設(shè)定、計數(shù)器、計時器、內(nèi)置PID控制器應(yīng)用功能；電源缺相保護(hù)，欠壓保護(hù)，過壓保護(hù)，過流保護(hù)，過載保護(hù)，輸出缺相保護(hù)，輸出短路保護(hù)，輸出接地保護(hù)，過熱保護(hù)，信號斷線，AMA失敗，CPU故障，按鈕禁用，復(fù)制失效，LCP通訊錯誤，參數(shù)只讀，數(shù)值超出范圍，不可在運(yùn)行中執(zhí)行保護(hù)功能。

技術(shù)特點如下：

（1）頻率設(shè)定方式包括：數(shù)字設(shè)定，模擬量設(shè)定，脈沖頻率設(shè)定，串行通信設(shè)定，多段速及簡易PLC設(shè)定和PID設(shè)定等，可實現(xiàn)設(shè)定的組合和方式切換。（2）準(zhǔn)確的電動機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)，調(diào)試方便，操作簡單，提供更高的控制準(zhǔn)確度和響應(yīng)速度。（3）良好的電壓和電流控制，有效減少變頻器的保護(hù)次數(shù)。（4）提供多種制動方式，可快速停車。（5）較高的整機(jī)過溫點，更適合在紡織行業(yè)環(huán)境溫度高的場合。（6）轉(zhuǎn)速追蹤再起到功能，實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)中的電機(jī)的無沖擊平滑起到。（7）自動電壓調(diào)整功能：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定。（8）提供多種故障保護(hù)功能：過電流、過電壓、欠電壓、過溫、缺相和過載等保護(hù)功能。

5 結(jié)束語

變頻空壓機(jī)的科學(xué)使用，能給企業(yè)帶來節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益，所以不論是老設(shè)備替換改造還是新設(shè)備設(shè)計，都將必須適應(yīng)社會和技術(shù)的發(fā)展。對于功率大，轉(zhuǎn)速較高的永磁同步電動機(jī)來說，對驅(qū)動的要求是很高的，所以使用高性能開環(huán)矢量變頻器在這方面的技術(shù)優(yōu)勢將會有很大的用武之地。

參考文獻(xiàn)：

[1]張義杰.變頻器在空氣壓縮機(jī)上的應(yīng)用[J].工礦自動化，2002，37（01）：111-114.

作者簡介：駱良友（1974-），男，安徽蕪湖人，本科，工程師，研究方向：設(shè)備自動化改造、設(shè)備節(jié)能降耗和設(shè)備技術(shù)改造。