螺桿空壓機單變頻電控驅(qū)動系統(tǒng)在螺桿空壓機上的應用
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螺桿空壓機在冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等行業(yè)有廣泛的應用，是許多工藝流程中的核心設(shè)備，其裝機容量一般取決于生產(chǎn)所需的最大氣量并另外增加10%~20%的余量。由于生產(chǎn)中用氣量的不均衡，當氣體壓力達到一定值時，空壓機一般采用卸荷空載運行或者停止空氣壓縮機這兩種方式，其中卸荷空載運行時的用電量為滿負載的30%~60%，這部分電能被白白的浪費掉，而停止空氣壓縮機運行會帶來電動機的頻繁啟停，對電網(wǎng)及其他設(shè)備的沖擊較大，同時空氣壓縮機的壽命也會縮短。
另調(diào)查統(tǒng)計，全國各類電動機耗電量約占全國發(fā)電量的70%，其中80%為異步電動機，而且大多數(shù)電動機長時間處于輕載運行狀態(tài)，特別是風機、泵類負載的電機。若在此類負載上使用變頻調(diào)速裝置，其耗電量將大幅降低。以空壓機為例，其負載特性屬恒轉(zhuǎn)矩，其節(jié)電率N%=Δn↓%，即節(jié)電率等于轉(zhuǎn)速下降的百分數(shù)（一般在20%左右，轉(zhuǎn)速也不能過低，過低會加速機械的磨損）。
因此，如何設(shè)計出節(jié)能、穩(wěn)定和自動化程度高的控制方案，是空壓機使用及制造企業(yè)所面臨的首要問題。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻驅(qū)動技術(shù)逐步引入了空壓機領(lǐng)域，通過大量的應用案例及實測印證該方案具有運行壓力穩(wěn)定、對電網(wǎng)沖擊小、運行安全、在一定范圍內(nèi)節(jié)能的優(yōu)點。
二、變頻螺桿空壓機的優(yōu)勢分析
傳統(tǒng)螺桿式空壓機工頻控制的技術(shù)弱點及變頻控制的優(yōu)勢：
（1）加、卸載調(diào)節(jié)供氣的控制方式嚴重浪費能源
傳統(tǒng)的控制方式，空壓機在加載時：從設(shè)定壓力到卸載壓力的加壓過程中，電能白白浪費掉，而經(jīng)過減壓閥減壓的過程，也是在浪費能量；空壓機卸載時：關(guān)閉電磁閥使電機一直在空轉(zhuǎn)，這種調(diào)整方法同樣是極大的能力浪費，卸載時的功耗約占滿載的20%~40%。
在變頻控制方式下，變頻驅(qū)動系統(tǒng)通過控制電機轉(zhuǎn)速來控制氣壓，使輸出壓力始終維持在設(shè)定壓力，輸出壓力保持恒定，避免頻繁加卸載導致的電能浪費。
空壓機屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，單就輸出功率而言，采用變頻調(diào)速節(jié)能效果遠不如風機泵類二次方負載顯著。但空壓機大多處于長時間連續(xù)運行狀態(tài)，由于設(shè)計時都是按最大需求來選擇排氣量的，在實際運行中，非滿載運行的時間的占的比例也非常高，非滿載運行過程有著巨大的節(jié)能空間。
（2）啟動電流沖擊大
傳統(tǒng)的空壓機主電機采用Y-△減壓起動，起動電流約為額定電流3倍，仍然很大，對電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩(wěn)以及威脅其它用電設(shè)備的運行安全。
變頻器可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；電機實現(xiàn)軟啟停，避免沖擊電流造成的危害，有利于延長設(shè)備的使用壽命；
（3）供氣壓力穩(wěn)定性差
在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，氣壓的穩(wěn)定性對產(chǎn)品質(zhì)量的影響是很大的，用戶對供氣壓力精度都有一定要求，傳統(tǒng)的空壓機為避免氣壓不足，供氣壓力較要求值要偏高一些，但這樣會使成本高、能耗大，同時頻繁的加卸載也很難保證氣壓溫度；
變頻器可以閉環(huán)實時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力，PID調(diào)節(jié)器比較當前壓力與設(shè)定壓力差值比較，保證輸出壓力始終維持在設(shè)定壓力，輸出壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
三、TS2600螺桿空壓機單變頻電控驅(qū)動系統(tǒng)介紹
TS2600系列螺桿空壓機單變頻電控驅(qū)動系統(tǒng)，是四方電氣在最新的開放式驅(qū)動技術(shù)平臺基礎(chǔ)上，為空壓機行業(yè)定制開發(fā)的高性能變頻電控系統(tǒng)，集成了空壓機設(shè)備控制與應用中的所有需求及變頻驅(qū)動功能。系統(tǒng)使用高性能重載型矢量變頻單元，配置變頻空壓機控制適配卡及控制面板，具有安裝調(diào)試簡易、集成度高、系統(tǒng)可靠性高、性價比高等優(yōu)勢，代表了空壓機變頻驅(qū)動領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。
圖1 TS2600螺桿空壓機單變頻電控驅(qū)動系統(tǒng)
圖2 系統(tǒng)簡易接線參考圖示
（1）高整合一體化設(shè)計
集成空開、接觸器、繼電器等空壓機行業(yè)所應用的電氣控制元器件，無須另外布線及增加電氣元件，減少安裝時材料、人工等成本。
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