空压机变频控制方案

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1、空压机变频控制方案一、引言随着社会的发展和科技的进步，高效低耗的生产已愈来愈受到人们的关注，节能降耗，降低生产成本已迫在眉睫。而且随着电力电子技术的发展，变频器在调速领域中的应用越来越广泛。它作为一种较为成熟的高科技产品，具有性能稳定，操作方便，节能效果明显等优点，越来越受到国内外工程技术人员和管理人员的关注和重视。二、空压机工作原理及工况简述（以螺杆机为例）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出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的

2、全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也随阳转子齿被主电机驱动而旋转。空压机运行方式为星三角减压起动后全压运行，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。若一台气压不够启动第二台，再不够启动第三台。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使气阀关闭，油气分离放气，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

3、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。三、原系统工况存在的问题1.主电机虽然星三角减压起动，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。四、变频改造方案（一）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

4、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。（二）实施方案采用变频器的PID自动调节功能来控制出口压力，使其恒压。系统改造时，在保留原工频系统情况下，增加变频系统，做到了工频/变频互锁切换。通过外部控制电路，使空压机起停操作步骤仍然如前，操作简单，安全可靠。系统采用压力闭环调节方式，在原来的压力罐上加装一个压力传感器，将压力信号转换成4-20mA的电信号，送到变频器内部的PID调节器，调节器将信号与压力设定值进行比较运算后输出控制信号，变频器根据该信号输出频率，改变电动机的转速，调节供气压力，保持压

5、力的恒定，使空压机始终处于节电运行状态。（三）方案设计5/5（1）出气口释放阀全部关闭，取消用出气口释放阀调节供气量方式，以避免由此导致的电能浪费。代之以变频器调整电机的转速来调整气体流量，使电机输出的功率与流量需求基本上成正比关系，始终使电机高效率工作，以达到明显的节电效果。例如当用气量是额定供气量的50%时，节电率可达40%以上；（2）利用变频器的节能模式，可使电机在轻载时以最高效率运行，减少不必要的电能损耗；（3）根据严格的EMS标准，高效的PWM变频器使用高速低耗的IGBT，降低谐波失真和电机的电能损失。（4）可使电机起动、加载时的

6、电流平缓上升，没有任何冲击；可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；避免因电流峰值带来的电力公司的罚款；（5）采用变频控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，提高生产效率和产品质量；（6）由于电机在高效率状态下运行，功率因数较高，降低了无功损耗，节约了大量电能。（7）保存原释放阀系统，在必要时可参加调节，增强系统的可靠性。（四）系统功能图变频系统工频系统PLC控制系统压缩机系统压力变送器五、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有如下功能：1.电机变频

7、运行状态保持储气罐出口稳定，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多台空压机组；5/55.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；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；六、变频器的选型根据上述原则我们选择EMERSONEV2000系列通用型变频器。　1、EV2000变频器的频率精度：数字设定为±0

8、.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多