摘要本文介绍了空压站空气压缩机电控制系统由原采用空气压缩机恒速供热、人工切换的形式改为用变频器控制压缩机手动供热的实例，做到既能满足生产工艺的要求，又能达到节能减排的目的。
关键词变频器；空气压缩机；节能减排
中图分类号TN773文献标示码A文章编号1674-6708（2011）42-0149-02
0序言
变频器就能实现对交流电动机进行无级调速，其发展趋以成熟。变频调速的电能借助率主要是变频器本身的转换效率和电动机调速中的转换率两方面来决定的。要实现变频调速的节能运行，就要综合借助变频器和电动机的各类特性，把它们有机地结合上去，以达到工作效率的最优化。变频器传动不但具有节能，提升生产效率及产品质量，并且能够增加设备维护成本、改善环境，并易实现全手动化控制等优点。
1系统概况
在饮料的生产过程中，压缩空气的稳定与否直接影响饮料的产值和质量。空压站有3台22m3/min的空气压缩机，其马达功率为132kW，负责饮料生产过程各生产用的仪表p仪器的用气p麦汁过滤机出槽的用气，饮料灌装设备的动力用气，在生产用气高峰时开3台空气压缩机，在用气低峰时开二台空气压缩机，由操作人员按照管线压力显示数字来判定开2台或3台空气压缩机，并且为保证管线和设备气压平稳、开或停空气压缩机前还必须卸负荷、使马达处于空载状态，因为该机只能自动调节减载阀来进行增、减载，无论是开机或死机都须要一定时间，这样一来管线的气压是不断变化的，但空气压缩机的开、停补救总是滞后，导致管线气压稳定度升高，操作难度大且马达开、停次数多，耗能大，同时又加大了空气压缩机械部份锈蚀。手动化程度低，操作工人劳动硬度大，严重时因为气压的不稳定，就会使生产车间的气动仪表形成偏差，因而影响产品的质量和产值，基于以上问题，本人决定对其系统采用变频器技术进行整修。
2改建方案
2.1方案的确定
依照压缩机的机械特点是恒力矩性质，故电动机的轴功率与怠速成反比的特性，将空压站选1台~2台22m3/min的空气压缩机作恒怠速运行，而选一台22m3的空气压缩机，用变频器来控制其电动机的运行怠速，让它手动随供热压力的变化而变化，即供热压力升高时，电动机的运行速率上升，而压力上升时，电动机的运行速率增长，以稳定供热压力节省电能。
2.2系统的结构
1）降低一台变频器，代替现今的交流接触器控制；
2）现用的压力显示仪，改为压力显示调节仪（台湾产，机型：SR63）；
3）系统方框图：
2.3变频器的选用
因为该技术改建是在原拖动系统基础上进行改型设计的，因而可依照原选用电动机的容量和怠速对变频器的机型及类型进行选择。
1）变频器类型的选择
通用变频器主要有：普通功能型U/f控制变频器、具有扭矩控制功能的高功能型U/f控制变频器和矢量控制高动态性能型变频器等。按照空气压缩机所带负载是恒力矩类负载，因而采用普通功能型U/f控制变频器即可满足使用要求，实现恒力矩调速。
2）变频器容量的估算
连续恒载运行时所需变频器容量PCN必须满足以下3个条件：
（1）PCN≥（2）PCN≥（3）ICN≥kIm
取K电压波型的修正系数为1.05，η电动机效率为0.85，cosφ功率诱因为0.8，PM为空压机要求电动机的轴输出功率为122kW，Um马达电流380V，Im马达电压265A，代入数据算得：a、PCN≥；b、PCN≥183kW，c、ICN≥278.3A。
因为以上估算可知变频器输出容量必须小于，电压ICN≥278.3A，所以必须依照厂家生产的机型进行选择。
3）变频器机型的选择
按照变频器的性能p价钱p安全性、售后服务以及各类变频器在我厂使用疗效，决定选择日本出产的利佳牌ERIC-9001系列中的200H级泛用型IGBT静音交流变频器。它的输出容量为，最大适用马达容量为160kW，最大输出电压为302A。
2.4控制讯号参数的确定
1）控制参数
（1）A1-O2控制模式选择：V/f控制；
（2）B1-03停止方法选择：自由停车；
（3）C1-01加速时间：120s；
（4）D2-01频度指令上限：50Hz；
（5）D2-02频度指令下限：30Hz；
（6）E1-01输入电流：380V；
（7）E1-02电动机额定电压：265A。
2）主速频度讯号：由供热压力显示调节仪给出讯号：4mA~20mA。
3线路修改
用作技改的22m3/min空气压缩机的马达功率为132kW，主线路及控制线路为380V，采用交流接触器自藕降糖起动，两地控制，其保护有液压保护，冷却水的水压保护、二级排气压力保护、过载保护。
为了节省家电材料及减短施工时间，本人只拆除空气压缩机的控制柜的自藕变压器，交流接触器及其控制线路，保留原先线路的报案系统，将运行输出讯号改在变频器5、6两点取出，开机讯号由水压正常后供给，因为该生产正常用气要保证在0.65MPa以上，于是决定“主速频度指令”信号在压力显示仪取，因为该压力显示仪不能进行调节，于是将该压力显示仪改换为压力调节显示仪，由该压力调节显示仪调节并取出后输送一个4-20mA的模拟讯号给变频器进行闭环控制，当压力低于0.65MPa时，变频器输出频度增长，而当压力高于0.65MPa时，变频器输出频度上升。因为运转指示由变频器输出控制，受变频器输出端子电流的限制需接220V电源，及压力调节显示仪也须接220V电源，所以在它们一端需接中线N。其它控制线路电源电流不变。
4系统调试
按变频器使用说明书设定有关参数后，先设定变频器最低频率为10Hz进行调试，当变频器在即将投入运行前，应先驱动马达空载运行几分钟，可在15Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz等几个频度点进行，在试运行时应注意马达旋转方向是否正确，震动和噪音的大小，马达升温情况等，结果观察到在开机调速中，当输出频度高于20Hz时，而马达运转时间超过3min时，马达会手动停机。经检测，发觉因为该空气压缩机是活塞式压缩机，怠速太慢时，不但会影响其工作效率，也会因马达怠速慢导致液压过高而导致液压报案及合闸停机，为使其不会因为油抬高报案，因而变频器参数中“最低输出频度”值的设置非常重要变频空压机电流过大原因，设置过高会影响其正常工作，设置偏低又会影响省电疗效。经过反复的试验，总结出其最低怠速在额定怠速的60%最为理想。因而将“最低输出频度”设置在30Hz，达到了保证供热稳定，又实现了省电的疗效。
5改建后的疗效
1）稳定供热压力。采用变频器调速后，能非常便捷地进行连续调节，保持压力、流量等参数的稳定；
2）延长了设备使用寿命。马达起动平稳，去除起动时的机械冲击，减少了锈蚀，延长机械设备使用寿命；
3）变频器自我监测、故障确诊、保护功能齐全，有效地避免车祸扩大化。缩小了故障程度和车祸影响面；
4）手动化程度高，大大减少了操作工人的劳动硬度；
5）节省电能：
（1）因为压缩机的起动转矩要求较大，及按最大要求量来选定马达的功率，所以设计的余量偏大，当采用变频器调速后，可大大提升轻载运行的工作效率变频空压机电流过大原因，因而节能的潜力很大。
（2）调速后，当须要量减少时，可手动增加马达的怠速，因而较大幅度地减少电动机的运行频度，进一步实现节能的目的。
（3）经过3个月的观察，该空气压缩机改建后运行较为理想，对比改建前后用电量，每位月节省用电接近8000kW・h，大概1年可收回投资费用。
参考文献
[1]陈浩.变频器案例解析及应用[M].国防工业出版社，2009.
[2]段苏振.变频器的选型配置与维护技术[M].中国电力出版社，2010.
[3]张淼.变频器的应用与维护[M].华东理工学院出版社，2009.
[4]利佳牌ERIC-9001系列使用说明书.