汇川变频螺杆空压机方案介绍

　螺杆空压机与活塞式空压机相比，在气量、维护、节能和使用寿命等方面的巨大优势，螺杆空压机的市场需求量急速放大。螺杆空压机将取代活塞式空压机，成为未来市场需求的主流，已经成为业内的共识。
　　与此同时，交流变频调速技术也不断的在发展，应用的领域也在急剧扩张。近1-2年来，一些主要的螺杆空压机的生产厂家，也在探索螺杆空压机变频化的可行性，如变频化的好处、变频化的技术风险、应该采用怎样的最佳控制方案等等。
　　深圳市汇川技术有限公司作为国内规模最大的本土化变频器生产企业，一直与行业内的专家和螺杆空压机厂家一起，针对上述问题进行深入研究和探索，积累很多行业经验，并推出针对行业应用专用变频器和控制方案。　　
　　一、螺杆空压机采用变频调速的好处：
　　空压机使用场合一般有如下特点：配置容量比实际气量大、气量消耗不稳定、气压要求稳定、噪音要尽可能低（尤其夜间）。变频螺杆空压机有如下几个好处：
　　1、气压稳定：由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点，通过控制器或变频器内部的PID调节器，能对压力实现快速调节控制；比工频运行的上下限开关控制相比，气压稳定性成指数级的提高；
　　2、更节能：尽管各个厂家的螺杆空压机采取了不同的节能运行模式，但由于变频器是根据实际用气量实时调整电机转速的，用气量低的时候还可以让空压机自动休眠，这样就大大减少能源的损失。需要注意的是，系统控制方式的不同对节能效果有很大影响。
　　3、启动无冲击：由于变频器本身是一个软启动装置，启动电流最大在额定电流的两倍左右，与工频启动一般在额定电流的6倍以上相比，启动冲击很小。 这种冲击不仅是对电网的，也有对真个机械系统的冲击，也大大减少。
　　4、噪音低，由于稳定运行时运行频率小于工频，机械噪音下降，机械磨损小；
　　5、对储气罐容量要求小；　
　　二、螺杆空压机变频化的风险；
　　从系统可靠性的角度考虑，变频化后必须考虑两个风险：
　　1、电机散热的风险，由于采用普通电机，转速下降后电机散热效果变差，因此，变频器必须限制一定的最低运行频率以保证足够的散热效果。因此，节能效果好与电机的散热成了一个矛盾，这也是困挠多数生产厂家的头痛的问题；我们在下面的方案介绍中，会提出一个更好的解决方案；
　　2、系统的润滑系统，目前空压机的润滑系统有采用压力式和离心式的。目前螺杆空压机采用的压力式的润滑方式跟电机转速没有关系，因此，变频化的风险不存在；而活塞式空压机的变频化必须考虑这个风险；　　
　　三、螺杆空压机目前的控制方案与汇川推荐方案的比较；
　　目前，多数厂家采用方案1进行变频化，如图所示：
　　这种方案的特点是：
　　1、采用V/F控制方式的变频器；
　　2、变频器有一个最低运行频率，以保证电机的散热效果；
　　3、机器一直在工作，即使用气量减少，如果气压升高，最后只能通过安全阀泄放掉；
　　4、也曾经采用最低频率运行一段时间后停机的方案，但当压力低于下限压力时要再启动时很容易导致变频器的跳闸。这是V/F变频器固有的缺点，即低频启动力矩不够大。
　　
　　运行频率F
　　
　

　
　　汇川推荐的方案二：
　　1、采用真正电流矢量控制变频器；其特点是低频启动力矩大，运行电流小（同样负载时与V/F控制的变频器比）；
　　2、当用气量小时，可以休眠，完全停机；没有长时间下限频率运行的过程；既达到最大限度的节能，电机也根本没有发热。很好解决目前厂家头痛的问题。
　　3、当气压低于下限值后，可以直接带载启动不跳闸，这是利用了矢量变频器低频启动特性好的优势；
　　这两个方案相比，方案二有如下优势：
　　1、更节能，没有长时间最低频率运行过程；
　　2、有自动休眠和休眠唤醒功能；
　　3、噪音和机械磨损大幅度减少，电机寿命延长；
　　4、矢量变频器还有输出力矩限制功能，当螺杆遇到外力堵转时，变频器会自动报警并停止输出，以免造成事故扩大引起更大损失。V/F的变频器则容易引起事故扩大。
　　基于以上原因，目前方案二是螺杆空压机变频化的最佳方案。　　
　　四、最优方案对变频器和控制器的要求；
　　1、变频器必须是真正矢量控制变频器，即有很好的低频启动力矩和力矩限定功能；
　　2、控制器的控制设计应该有下限频率运行时间，休眠和休眠唤醒等功能；