赛普信变频器在空压机改造中的应用

电力18讯：    原系统工况

　　一、空压机工作原理简述：

　　工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。

　　原空压机的主电机功率为75KW，运行方式为星-角减压起动重于后全压运行。具体操作程序为：按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值后，即回跳压力下，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。

　　二、原系统工况存在的问题

　　1、 主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。


　　2、 主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。
　　3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。
　　4、 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。
　　
　　变频改造方案：

　　一、变频改造方案设计原则

　　根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：
　　1、 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa。
　　2、 系统应具有变频和工频两套控制回路。
　　3、 系统具有开环和闭环两套控制回路。
　　4、 一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。
　　5、 根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。
　　6、 为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。
　　7、 在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
　　8、 考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。

　　二、变频器的选型

　　根据上述原则，经过多方调研、比较，最后我们选择赛普信公司生的SP500-G系列通用型变频器，使该系统能够满足上述工况要求。
　　1、SP500-G变频器的频率精度：数字设定为±0.01%；模拟设定为±0.2%。可使压力波动范围满足设计要求。
　　2、系统设计了变频和工频两套主回路。
　　3、系统设计了闭环与开环两套控制回路。
　　4、使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。
　　5、 SP500-G型变频器适用恒转矩特性负载，该变频器还具有转矩补偿和提升的功能。
　　6、 在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。
　　7、 在该变频器下端加装输出电抗器，保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。
　　8、 选用90KW的变频器控制75KW的电动机，在一定程度上满足了将来工况扩展要求。

　　三、改造方案原理

　　由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。

　　四、系统调试

　　调试工作分成两部分：
　　第一， 先根据工艺要求、电机参数、负载特性预调变频器参数。
　　第二， 系统联动调试。
　　在完成变频器设定参数调整及空载运行后，进行系统联动调试。调试的主要步骤：
　　1、 将变频器接入系统。
　　2、 进行工频旁路的运行。
　　3、 进行变频回路的运行，其中包括开环与闭环控制两部分调试：

　　开环：此时主要观察变频器频率上升的情况，设备的运行声音是否正常，空压机的压力上升是否稳定，压力变送器显示是否正常，设备停机是否正常等。如一切正常，则可进行闭环的调试。

　  闭环：主要依据变频器频率上升与下降的速度和空压机压力的升降相匹配，不要产生压力振荡，还要注意观察机械共振点，将共振点附近的频率跳过去。

　　空压机变频改造后的效益

　　1、节约能源
　　变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。

　　2、运行成本降低
　　传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本<