一、空壓機工作原理簡述：

工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉子（或稱螺桿）在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽和陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。

原空壓機的主電機功率為75KW，運行方式為星-角減壓起動重于后全壓運行。具體操作程序為：按下啟動按鈕，控制系統接通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機在卸載模式下啟動，這時進氣閥處于關閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內的壓力。等降壓2秒后空壓機開始加載運行，系統壓力開始上升。如果系統壓力上升到壓力開關上限值，即起跳壓力，控制器使進氣閥關閉，油氣分離器放氣，壓縮機空載運行，直到系統壓力跌到壓力開關下限值后，即回跳壓力下，控制器使進氣閥打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機滿載運行。

二、原系統工況存在的問題

1、 主電機雖然星-角減壓起動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全。

2、 主電機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。

3、 主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。

4、 主電機工頻起動設備的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設備維護工作時對機械量大。

變頻改造方案：

一、變頻改造方案設計原則

根據原工況存在的問題并結合生產工藝要求，空壓機變頻改造后系統應滿足以下要求：

1、 電機變頻運行狀態保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa。

2、 系統應具有變頻和工頻兩套控制回路。

3、 系統具有開環和閉環兩套控制回路。

4、 一臺變頻器能控制兩臺空壓機組，可用轉換開關切換。

5、 根據空壓機的工況要求，系統應保障電動機具有恒轉矩運行特性一。

6、 為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端應有抑制電磁干擾的有效措施。

7、 在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，應保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍。

8、 考慮到系統以后擴展問題，變頻器應滿足將來工況擴展的要求。

二、變頻器的選型

根據上述原則，經過多方調研、比較，最后我們選擇賽普信公司生的SP500-G系列通用型變頻器，使該系統能夠滿足上述工況要求。

1、V5-G變頻器的頻率精度：數字設定為±0.01%；模擬設定為±0.2%。可使壓力波動范圍滿足設計要求。  

2、系統設計了變頻和工頻兩套主回路。

3、系統設計了閉環與開環兩套控制回路。

4、使用轉換開關可使變頻器任意控制兩臺空壓機組中的一臺。

5、V5-G型變頻器適用恒轉矩特性負載，該變頻器還具有轉矩補償和提升的功能。

6、 在該變頻器上端加裝輸入電抗器，有效的抑制了變頻器對電網的干擾。

7、 在該變頻器下端加裝輸出電抗器，保障了低頻運行時電機溫度噪音不超過允許范圍。

8、 選用90KW的變頻器控制75KW的電動機，在一定程度上滿足了將來工況擴展要求。

三、改造方案原理

由變頻器，壓力變送器、電機、螺旋轉子組成壓力閉環控制系統自動調節電機轉速，使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定范圍內，進行恒壓控制。反饋壓力與設定壓力進行比較運算，實時控制變頻器的輸出步，從而調節電機轉速，使 儲氣罐內空氣壓力穩定在設定壓力上。

四、系統調試

調試工作分成兩部分：

第一， 先根據工藝要求、電機參數、負載特性預調變頻器參數。

第二， 系統聯動調試。在完成變頻器設定參數調整及空載運行后，進行系統聯動調試。調試的主要步驟：

1、 將變頻器接入系統。

2、 進行工頻旁路的運行。

3、 進行變頻回路的運行，其中包括開環與閉環控制兩部分調試：

開環：此時主要觀察變頻器頻率上升的情況，設備的運行聲音是否正常，空

壓機的壓力上升是否穩定，壓力變送器顯示是否正常，設備停機是否正常等。如一切正常，則可進行閉環的調試。

閉環：主要依據變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機壓力的升降相匹配，不要產生壓力振蕩，還要注意觀察機械共振點，將共振點附近的頻率跳過去。

空壓機變頻改造后的效益

1、節約能源

變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較，能源節約是最有實際意義的，根據空氣量需求來供給的壓縮機工況是經濟的運行狀。

2、運行成本降低

傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。

3、提高壓力控制精度

變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網的系統壓力變化保持在3pisg變化范圍，也就是0.2bar范圍內，有效地提高了工況的質量。

4、延長壓縮機的使用壽命

變頻器從0HZ起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

5、降低了空壓機的噪音

根據壓縮機的工況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音。現場測定表明，噪音與原系統比較下降約3至7分貝。

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