變頻器在空壓機上的應用益處

摘 要：在全球倡導高效節能，保護環境的趨勢下，符合這一新型理念的機械設備，新型的有效的控制系統必將成為未來的主導。變頻器在螺桿空壓機的永磁異步電動機雙重作用下可以達到節能30%以上的效果，具有很好的使用和推廣價值。

關鍵詞：空壓機；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應用為列進行說明，具體控制要求如下：

系統需求1臺37kW變頻器控制主電動機，其中對變頻器及控制要求主要包括：

（1）節能能源，變頻螺桿式空壓機比一般的空壓機節能電費在30%左右。（2）運行成本降低，因節能和對電機沖擊力小，電機使用壽命長。（3）變頻螺桿機精確的壓力控制精度。使壓力保持在一個范圍內。（4）變頻螺桿空壓機的應用，機箱的平均噪音低于一般空壓機。（5）由于變頻螺桿機的變頻器的運行可減少機組啟動時電流的波動，降低對電網的沖擊。（6）適應了空壓機氣量調節。變頻器低速率達到基準頻率。

變頻螺桿式空壓機在設定所需壓力偏差值會始終保持±0.1bar，供氣恒壓比較穩定；當用氣量大時壓力保持不變而轉速自動補償，確保供氣需要；當用氣量小時壓力保持不變而轉速自動降低，滿足僅夠用的氣量。所以具備以上優點。

2 系統接線及調試

整個系統由兩部分組成，一是空壓機操作界面系統；另一是空壓機變頻器參數設置系統。試機前先確認變頻器參數設置是否正確，空壓機操作界面里參數設置是否正確。開機時先低速啟動變頻器，逐漸提高轉速，并觀察空壓機運行的振動以及電流的穩定性。再逐漸升速降速，反復幾次，都沒有問題后，等電機完全停下后，測試電機電壓電流是否為零。

2.1 系統調試

主要包括以下幾個技術要點：

（1）電動機參數的自學習，這種大功率電動機高轉速對電動機參數準確性的要求較高。（2）普通的旋轉調試，主要是在高速區間，保證電流的平穩，電壓不能跌落。（3）驗證電網瞬間跌落以及意外斷電的情況下，變頻器對空壓機的保護，一般先在低速情況做驗證，再跑高速。

2.2 調試步驟如下

（1）變頻器恢復出廠設置，確認電機結構、電機電流、電機轉速參數。（2）確認加速、減速、電機頻率上限、最大輸出頻率、最低輸出頻率、停止頻率參數。（3）確認空載過久停機時間、休眠保持時間、空載頻率風機啟動溫度、風機停止溫度參數。（4）輸入電動機參數并自學習，注意盡量用靜態自學習，畢竟轉速太高。（5）先低速旋轉，逐漸提高轉速，通過鉗形萬用表測試電機三相電流是否平衡，用萬用表測試電機三相電壓是否平衡，也可使用示波器觀察電流波形。（6）設置特殊功能參數，在電源缺相和電源故障情況下保護電機功能。（7）設置的氣壓值達到上限值時，電機應由高速將至低速運轉，當氣壓將至下限值時，電機又開始轉為高速運轉，進行加載運行升壓，如此反復循環運行。（8）在高速運轉按下停止按鈕，電機不要馬上停止，而需要延時120S，電機慢慢停止，這樣能有力保障電機和變頻器使用壽命。（9）長期觀察系統穩定性，并可用紅外線測溫槍測試電機表面溫度。

3 變頻器參數設置

變頻器部分關鍵參數如下表所示。

4 HLP-SK190系列變頻器介紹

本系列變頻器具有速度開環控制、過程閉環控制、電機自學習、電機預勵磁、自動轉差補償、自動負載補償、自動穩壓功能、多點V/F曲線、加減速曲線、直流制動、交流制動、轉速限制、電流限制、轉矩限制、頻率跟蹤起動、自動復位再啟動基本功能；點動控制、外控多段速、簡易PLC（包括順序控制、并行控制）、機械制動控制、UP/DOWN功能、相對增加/相對減小、相對比例設定、計數器、計時器、內置PID控制器應用功能；電源缺相保護，欠壓保護，過壓保護，過流保護，過載保護，輸出缺相保護，輸出短路保護，輸出接地保護，過熱保護，信號斷線，AMA失敗，CPU故障，按鈕禁用，復制失效，LCP通訊錯誤，參數只讀，數值超出范圍，不可在運行中執行保護功能。

技術特點如下：

（1）頻率設定方式包括：數字設定，模擬量設定，脈沖頻率設定，串行通信設定，多段速及簡易PLC設定和PID設定等，可實現設定的組合和方式切換。（2）準確的電動機參數自學習，調試方便，操作簡單，提供更高的控制準確度和響應速度。（3）良好的電壓和電流控制，有效減少變頻器的保護次數。（4）提供多種制動方式，可快速停車。（5）較高的整機過溫點，更適合在紡織行業環境溫度高的場合。（6）轉速追蹤再起到功能，實現對旋轉中的電機的無沖擊平滑起到。（7）自動電壓調整功能：當電網電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定。（8）提供多種故障保護功能：過電流、過電壓、欠電壓、過溫、缺相和過載等保護功能。

5 結束語

變頻空壓機的科學使用，能給企業帶來節能降耗的經濟效益和生產效益，所以不論是老設備替換改造還是新設備設計，都將必須適應社會和技術的發展。對于功率大，轉速較高的永磁同步電動機來說，對驅動的要求是很高的，所以使用高性能開環矢量變頻器在這方面的技術優勢將會有很大的用武之地。

參考文獻：

[1]張義杰.變頻器在空氣壓縮機上的應用[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：設備自動化改造、設備節能降耗和設備技術改造。