變頻螺桿空壓機(jī)特點(diǎn)介紹
螺桿空壓機(jī)與活塞式空壓機(jī)相比，在氣量、維護(hù)、節(jié)能和使用壽命等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，螺桿空壓機(jī)的市場(chǎng)需求量急速放大。螺桿空壓機(jī)將取代活塞式空壓機(jī)，成為未來(lái)市場(chǎng)需求的主流，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的共識(shí)。
與此同時(shí)，交流變頻調(diào)速技術(shù)也不斷的在發(fā)展，應(yīng)用的領(lǐng)域也在急劇擴(kuò)張。近1-2年來(lái)，一些主要的螺桿空壓機(jī)的生產(chǎn)廠家，也在探索螺桿空壓機(jī)變頻化的可行性，如變頻化的好處、變頻化的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、應(yīng)該采用怎樣的*控制方案等等。
一、螺桿空壓機(jī)采用變頻調(diào)速的好處：
空壓機(jī)使用場(chǎng)合一般有如下特點(diǎn)：配置容量比實(shí)際氣量大、氣量消耗不穩(wěn)定、氣壓要求穩(wěn)定、噪音要盡可能低（尤其夜間）。變頻螺桿空壓機(jī)有如下幾個(gè)好處：
1、氣壓穩(wěn)定：由于變頻化的螺桿空壓機(jī)利用了變頻器的無(wú)級(jí)調(diào)速特點(diǎn)，通過(guò)控制器或變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器，能對(duì)壓力實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)控制；比工頻運(yùn)行的上下限開關(guān)控制相比，氣壓穩(wěn)定性成指數(shù)級(jí)的提高；
2、更節(jié)能：盡管各個(gè)廠家的螺桿空壓機(jī)采取了不同的節(jié)能運(yùn)行模式，但由于變頻器是根據(jù)實(shí)際用氣量實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的，用氣量低的時(shí)候還可以讓空壓機(jī)自動(dòng)休眠，這樣就大大減少能源的損失。需要注意的是，系統(tǒng)控制方式的不同對(duì)節(jié)能效果有很大影響。
3、 啟動(dòng)無(wú)沖擊：由于變頻器本身是一個(gè)軟啟動(dòng)裝置，啟動(dòng)電流zui大在額定電流的兩倍左右，與工頻啟動(dòng)一般在額定電流的6倍以上相比，啟動(dòng)沖擊很小。這種沖擊不僅是對(duì)電網(wǎng)的，也有對(duì)真?zhèn)€機(jī)械系統(tǒng)的沖擊，也大大減少。
4、噪音低，由于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)運(yùn)行頻率小于工頻，機(jī)械噪音下降，機(jī)械磨損??；
5、對(duì)儲(chǔ)氣罐容量要求??；
二、螺桿空壓機(jī)變頻化的風(fēng)險(xiǎn)；
從系統(tǒng)可靠性的角度考慮，變頻化后必須考慮兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：
1、電機(jī)散熱的風(fēng)險(xiǎn)，由于采用普通電機(jī)，轉(zhuǎn)速下降后電機(jī)散熱效果變差，因此，變頻器必須限制一定的zui低運(yùn)行頻率以保證足夠的散熱效果。因此，節(jié)能效果好與電機(jī)的散熱成了一個(gè)矛盾;
2、系統(tǒng)的潤(rùn)滑系統(tǒng)，目前空壓機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)有采用壓力式和離心式的。目前螺桿空壓機(jī)采用的壓力式的潤(rùn)滑方式跟電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有關(guān)系，因此，變頻化的風(fēng)險(xiǎn)不存在；而活塞式空壓機(jī)的變頻化必須考慮這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)；
三、螺桿空壓機(jī)目前的控制方案與本公司方案的比較；
目前，多數(shù)廠家采用方案1進(jìn)行變頻化，如圖所示：
這種方案的特點(diǎn)是：
1、采用V/F控制方式的變頻器；
2、變頻器有一個(gè)zui低運(yùn)行頻率，以保證電機(jī)的散熱效果；
3、機(jī)器一直在工作，即使用氣量減少，如果氣壓升高，zui后只能通過(guò)安全閥泄放掉；
4、也曾經(jīng)采用zui低頻率運(yùn)行一段時(shí)間后停機(jī)的方案，但當(dāng)壓力低于下限壓力時(shí)要再啟動(dòng)時(shí)很容易導(dǎo)致變頻器的跳閘。這是V/F變頻器固有的缺點(diǎn)，即低頻啟動(dòng)力矩不夠大。
我公司變頻螺桿壓縮機(jī)采用方案二：
1、采用真正電流矢量控制變頻器；其特點(diǎn)是低頻啟動(dòng)力矩大，運(yùn)行電流?。ㄍ瑯迂?fù)載時(shí)與V/F控制的變頻器比）；
2、當(dāng)用氣量小時(shí)，可以休眠，*停機(jī)；沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間下限頻率運(yùn)行的過(guò)程；既達(dá)到zui大限度的節(jié)能，電機(jī)也根本沒(méi)有發(fā)熱。很好解決目前廠家頭痛的問(wèn)題。
3、當(dāng)氣壓低于下限值后，可以直接帶載啟動(dòng)不跳閘，這是利用了矢量變頻器低頻啟動(dòng)特性好的優(yōu)勢(shì)；
這兩個(gè)方案相比，方案二有如下優(yōu)勢(shì)：
1、更節(jié)能，沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間zui低頻率運(yùn)行過(guò)程；
2、有自動(dòng)休眠和休眠喚醒功能；
3、噪音和機(jī)械磨損大幅度減少，電機(jī)壽命延長(zhǎng)；
4、矢量變頻器還有輸出力矩限制功能，當(dāng)螺桿遇到外力堵轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)報(bào)
警并停止輸出，以免造成事故擴(kuò)大引起更大損失。V/F的變頻器則容易引起事故擴(kuò)大。
基于以上原因，目前方案二是螺桿空壓機(jī)變頻化的*方案。
另外，公司變頻螺桿壓縮機(jī)采用雙變頻控制方式，即風(fēng)機(jī)也使用變頻，雙變頻帶來(lái)的好處有：
1、風(fēng)機(jī)噪音明顯減少；
2、實(shí)現(xiàn)恒溫控制；
3、省卻一個(gè)溫控閥。
四、*方案對(duì)變頻器和控制器的要求；
1、變頻器必須是真正矢量控制變頻器，即有很好的低頻啟動(dòng)力矩和力矩限定功能；
2、控制器的控制設(shè)計(jì)應(yīng)該有下限頻率運(yùn)行時(shí)間，休眠和休眠喚醒等功能；
五、省電計(jì)算
省電測(cè)算：
根據(jù)變頻空壓機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行和恒壓狀態(tài)下的節(jié)能表現(xiàn)，現(xiàn)以37KW變頻空壓機(jī)為例在70%負(fù)荷狀態(tài)下的省電測(cè)算：
A：非變頻空壓機(jī)
重車消耗（37KW*70%實(shí)際用量）+空車功耗（37KW*45空車損耗功率*30%的零供氣待機(jī)時(shí)間）=30.9KW/小時(shí)*8000小時(shí)/年*0.7元/度（電費(fèi)）=173040元/年（電費(fèi)）
B：變頻空壓機(jī)
37KW*89.5%（恒壓供氣降低了10.5%的功耗）*70%實(shí)際用量=23.2KW/小時(shí)23.2KW/小時(shí)*8000小時(shí)/年*0.7元/度（電費(fèi)）=129808元/年（電費(fèi)）
計(jì)37KW變頻空壓機(jī)省電為：173040-129808=43232元/年
