螺桿式空壓機(jī)變頻改造的必要性和技術(shù)原理

2024年03月05日 08:12:55人氣：41來源：上海普度壓縮機(jī)有限公司

　　目前常見的空壓機(jī)有活塞式、螺桿式、離心式，不論哪一種工作方式，空壓機(jī)單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量是一定的，空壓機(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，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60%左右，這部分電能被白白的浪費(fèi)，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。

　　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(diǎn)。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)能的角度看

　　由于空壓機(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，只能按需求來決定電動機(jī)的容量，故設(shè)計容量一般偏大。在實(shí)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(shí)現(xiàn)節(jié)能。

　　2、從運(yùn)行的角度看

　　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)，能保持壓力、流量等參數(shù)的穩(wěn)定，從而大大提高空壓機(jī)的工作性能。

　　3、從減少成本方面看

　　傳統(tǒng)空壓機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)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空壓機(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。使空壓機(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，變頻控制空壓機(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、從延長空壓機(jī)的使用壽命方面看

　　變頻器從0.5Hz起動空壓機(jī)，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少起動時對空壓機(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，使空壓機(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，這一電流波動會影響電網(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程度。

　　6、從降低噪音，改善工作環(huán)境來看

　　根據(jù)空壓機(jī)的工況要求，變頻調(diào)速改造后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，有效地降低了空壓機(jī)運(yùn)行時的噪音，改善了操作工人的工作環(huán)境。

　　螺桿式空壓機(jī)變頻改造原理

　　1、出氣口釋放閥全部關(guān)閉，取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量方式，以避免由此導(dǎo)致的電能浪費(fèi)，代之以變頻器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量，使電機(jī)輸出的功率與流量需求基本上成正比關(guān)系，始終使電機(jī)高效率工作，以達(dá)到明顯的節(jié)電效果。例如當(dāng)用氣量是額定供氣量的50%時，節(jié)電率可達(dá)40%以上；

　　2、利用變頻器的節(jié)能模式，可使電機(jī)在輕載時以率運(yùn)行，減少不必要的電能損耗；

　　3、根據(jù)嚴(yán)格的EMS標(biāo)準(zhǔn)，高效的PWM 變頻器使用高速低耗的IGBT，降低諧波失真和電機(jī)的電能損失；

　　4、可使電機(jī)起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設(shè)備的使用壽命；避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款；

　　5、采用變頻控制系統(tǒng)后，可以實(shí)時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；

　　6、由于電機(jī)在高效率狀態(tài)下運(yùn)行，功率因數(shù)較高，降低了無功損耗，節(jié)約了大量電能；

　　7、保存原釋放閥系統(tǒng)，在必要時可參加調(diào)節(jié)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性；

　　總之，合理進(jìn)行螺桿式空壓機(jī)變頻改造后，不但可降低用電成本，延長空壓機(jī)的使用壽命，并可實(shí)現(xiàn)恒壓供氣的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器控制系統(tǒng)IGBT

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