1、吉泰科變頻器及驅(qū)動器器在螺桿式空氣壓縮機(jī)上的應(yīng)用摘要：介紹空氣壓縮機(jī)控制工藝，提出電氣控制系統(tǒng)的控制策略,設(shè)計變頻器控制方案。系統(tǒng)采用極簡化的控制方式，取得滿意的運(yùn)行效果。關(guān)鍵詞：空氣壓縮機(jī)；變頻器；驅(qū)動器；壓力控制一、 引言 目前常見的壓縮機(jī)有活塞式、螺桿式、離心式，不論哪一種工作方式，壓縮機(jī)單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量是一定的，壓縮機(jī)都采用上下限控制或啟停式控制，也就是說，當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值的上限時，空壓機(jī)通過本身的壓力或油壓開關(guān)閉進(jìn)氣閥，這種工作方式頻繁出現(xiàn)加載卸載，而且對電網(wǎng)、螺桿空壓機(jī)本身都有極大的破壞性。空壓機(jī)卸荷運(yùn)行時，不產(chǎn)生壓縮空氣，電動機(jī)處于空載狀態(tài)，其用電量為滿負(fù)載的6

2、0%左右，這部分電能被白白的浪費。并且系統(tǒng)在設(shè)計時是針對全廠滿負(fù)荷用氣量來設(shè)計的，并考慮了富余，而現(xiàn)在的工況是用氣量經(jīng)常變化，且經(jīng)常在半載下運(yùn)行，在整個系統(tǒng)運(yùn)行時存在著嚴(yán)重的“大馬拉小車”的現(xiàn)象。為了解決這種現(xiàn)象，節(jié)約能源，有必要對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造。二、 采用變頻調(diào)速系統(tǒng)必要性        隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器在調(diào)速領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。它具有性能穩(wěn)定，操作方便，節(jié)能效果明顯等優(yōu)點。它是一種較為成熟的高科技產(chǎn)品，越來越受到國內(nèi)外工程技術(shù)人員和管理人員的關(guān)注和重視。因此,對空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造具有很高的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會效益。1. 從節(jié)能的角度

3、看：       由于壓縮機(jī)不能排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長時間運(yùn)行的可能性，所以，只能按最大需求來決定電動機(jī)的容量，故設(shè)計容量一般偏大。在實際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速，可大大提高運(yùn)行時的工作效率。有些調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門開度和改變?nèi)~片的角度等），即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動機(jī)的運(yùn)行功率。采用了變頻調(diào)速后，當(dāng)需求量較小的情況下，可降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小電動機(jī)的運(yùn)行功率，從而進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能。2. 從運(yùn)行質(zhì)量的角度看：單電動機(jī)拖動系統(tǒng)大多不能根據(jù)負(fù)載的輕重連續(xù)地調(diào)節(jié)。而采用了變頻調(diào)速后，則可以十分方便地進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，能保

4、持壓力、流量等參數(shù)的穩(wěn)定，從而大大提高壓縮機(jī)的工作性能。3. 從減少運(yùn)行成本方面看      傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項組成：初始采購成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過能源成本降低20%-40%，再加上變頻起動后對設(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。4. 從提高壓力控制精度方面看       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。不再頻繁的加載和卸載，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

5、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)壓力變化保持恒定，有效地提高了工況的質(zhì)量。5. 從延長壓縮機(jī)的使用壽命方面看       變頻器從2HZ起動壓縮機(jī)，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少起動時對壓縮機(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。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。6.  從降低噪音，改善工作環(huán)境來看       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)

6、轉(zhuǎn)速度明顯減慢，有效地降了空壓機(jī)運(yùn)行時的噪音，提高了操作工人的工作環(huán)境。三、 空壓機(jī)的工作原理：1. 單螺桿空壓機(jī)工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。l 當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動,空氣由進(jìn)氣口吸入，同時也吸入機(jī)油，l 在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；l 當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時，較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。 2. 雙螺桿空壓機(jī)是容積式壓縮機(jī)中的一種，空氣的壓縮是靠裝置于機(jī)殼內(nèi)互相平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子的齒槽之容積變化而達(dá)到。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化而沿著轉(zhuǎn)子軸線，由吸入側(cè)推向排出側(cè)，完成吸入、壓縮、排氣三個工作

7、過程。四、 吉泰科解決方案u GK600（空壓機(jī)專用）+空壓機(jī)控制器 u GK800（空壓機(jī)專用）+空壓機(jī)控制器u GK800+觸摸屏 智能PID計算，變頻器內(nèi)部處理，使得壓縮機(jī)不需要頻繁加卸載，實現(xiàn)變頻運(yùn)行； 內(nèi)置Modbus通訊，與空壓機(jī)控制器完美結(jié)合，提供準(zhǔn)確的電壓、電流、頻率和功率，使得調(diào)試和使用簡單化； 提供完整的保護(hù)功能(電壓、電流、溫度、失速、對地、短路、風(fēng)機(jī)、保養(yǎng)等保護(hù)），延長機(jī)器的使用壽命； 工藝化參數(shù)固化，使得調(diào)試簡單化，減少現(xiàn)場調(diào)試時間； 對電機(jī)的完美控制，降低電機(jī)的噪聲，提高電機(jī)的效率和降低電機(jī)的能量損耗 提供直觀易懂的觸摸屏，實現(xiàn)空壓機(jī)所需的各項功能，方便用戶操作；

8、根據(jù)空壓機(jī)工藝要求，內(nèi)部參數(shù)固化； 根據(jù)客戶要求，將公司簡介寫入觸摸屏，也可提供客戶所需要的實時數(shù)據(jù)； 雙驅(qū)動 （GK800驅(qū)動主機(jī)+GK600驅(qū)動風(fēng)機(jī)） 加入風(fēng)機(jī)PID控制，進(jìn)一步降低風(fēng)機(jī)噪音，提高節(jié)能； 增加對風(fēng)機(jī)的保護(hù)，風(fēng)機(jī)故障后直接停機(jī)，使得主機(jī)不會溫度過高出現(xiàn)故障； 通過Modbus通訊，方便客戶獲取主機(jī)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)以上使用GK800驅(qū)動器方案，均可使用同步電機(jī)，進(jìn)行開環(huán)矢量控制五、 吉泰科變頻器變頻驅(qū)動的控制工藝變頻驅(qū)動方式下，控制器檢測空壓機(jī)的排氣壓力，根據(jù)“設(shè)定排氣壓力”值進(jìn)行計算，控制變頻器的輸出頻率，使得排氣壓力穩(wěn)定在“設(shè)定排氣壓力”值的水平。當(dāng)變頻器輸出頻率低于 50Hz 時，系統(tǒng)的效率高于工頻驅(qū)動方式。當(dāng)實際反饋壓力大于或等于休眠判斷壓力時，開始進(jìn)行休眠判斷計時，持續(xù)這種狀態(tài)時間到達(dá)休眠判斷時間后，空壓機(jī)會進(jìn)入空久停機(jī)。在非持續(xù)的情況下，休眠判斷計時會自動清零。吉泰科空壓機(jī)控制流程圖 六、 吉泰科控制機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)勢1. 恒頻啟動2. 分段壓力控制： 當(dāng)其壓力大于分段壓力，頻率下降，壓力與頻率成線性變化。3. 通過變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量，使電機(jī)的輸出功率與流量需求成正 比，保持電機(jī)高效率工作，功率因數(shù)高，無功損耗小，