变频器在螺杆空压机上的应用

一、空压机概况
1、空压机定义：
空气压缩机（英文为：air compressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置，是利用空气压缩原理制成超过大气压力的压缩空气的机械。
2、空压机分类
空气压缩机的种类有很多，按照工作原理可以分为三大类：容积型、动力型（速度型或透平型）、热力型压缩机。常用的有离心式空压机、活塞式空压机、滑片式空压机、涡旋式空压机、旋叶式空压机以及螺杆式空压机，螺杆式空压机又分为单螺杆空村机及双螺杆空压机。这里，我们主要是针对应用广泛的螺杆式空压机研发，设计的系统方案。
3、工作原理：
螺杆式空气压缩机是喷油单级双螺杆压缩机，采用高效带轮（或轴器）传动，带动主机转动进行空气压缩，通过喷油对主机压缩进行冷却和润滑，压缩腔排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离，将压缩空气中的油分离出来，最后得到洁净的压缩空气。螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。
4、控制方式
随着科技的不断进步，螺杆空压机的控制系统也不断革新换代，由起初的星三角降压起停控制→异步电机变频器控制→永磁同步电机变频器控制。
◆星三角降压起停控制：启动冲击电流大、电力能源浪费严重、压力不稳定、噪音大、维护成
本高；
◆异步电机变频器控制：启动电流小、过载能力强、保护完善、工作效率高、节能效果明显，
供气压力稳定、设备维护成本低；
◆永磁同步电机变频器控制：电机体积小、电机效率高、低频扭矩大、控制精度高、响应速度
快、操作简便、保护完善、控制特性更优越。
二、系统解决方案
根据对目前空压机市场的详细了解，结合螺杆空压机的控制和发展趋势，一款可同时适用于异步电机和永磁同步电机的新型空压机专用变频器，以及整套的空压机控制系统。

2、系统特点
◆适用范围：可用于异步电机、同步电机；
◆友好人机界面：采用7寸真彩触摸屏，简易的操作界面、强大的监控能力；
◆精准的PID运算：专用的PID控制使得气压调节速度更快、更稳定，保证稳态工作下的气压控制精度；
◆实时的温度检测：实时检测机头及油的合理工况温度，确保设备可靠运行；
◆优越的控制特性：有感（FVC）/无感（SVC）矢量控制，启动电流小，低频力矩大，可实现转矩控制；
◆完善的控制逻辑：上电系统自检，确保系统及设备各项参数均正常的情况下方可开机运行；
◆多种监控参数：实时监控空压机和变频器的各种状态变量及运行参数，包含电流、电压、温度、压力、油温等常规参数；
◆保养提示：油滤、油分、空滤、润滑油、润滑脂、系统等六大运行时间和保养周期信息提示；
◆标准通讯协议：采用国际标准的MODBUS通讯协议，提供标准的RS485接口；
◆多级密码保护：多级用户及厂家密码设置，保护用户安全操作；
◆历史故障记录：可记录八组系统故障及故障时的运行数据，方便故障信息的分析和故障提前预防。


3、总体优势
◆一体化设计：变频器和控制器一体化设计，集成了多项空压机控制和专用功能，配备人机界面即可，无需另外单独配置控制器，体积缩小，方便安装和维护。
◆可驱动永磁同步电机：同步电机响应速度快、工作效率更高、节能性能更优越；
◆宽电压范围设计：可在380VAC±15%电压范围内正常稳定工作，独有的低压控制和高压抑制模式，尤其适合同内电网电压；
◆完善的保护功能：变频器主机具备五十多种保护功能（过流、过压、过载、过热、接地、短路、缺相等故障保护），实时保护空压机稳定可靠运行；
◆优越的启动转柜：有感（FVC）模式OHZ可达180%，无感（SVC）模工0.5HZ可达150%；
◆强大的过载能力：150%额定电流60S，180%额定电流3S；
◆可靠的抗干扰性：合理的结构布局，18.5KW以上机型标本直流电抗器，有效提高功率因数，极大的抑制射频和谐波干扰；
◆节能效果显著：启动平稳、冲击电流小，避免了长期低频运行过程；当用气量低时，实时根据压力调整转速，避免压缩机长时间处于空转状态；
◆后期维护成本大幅降低：减少了电磁阀的频繁加、卸载，电机噪音和机械磨损大幅度降低，电机和机械使用寿命延长；