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空壓機(jī)是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程�？諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽也陽轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
空壓機(jī)變頻改造方案：
一、變頻改造方案設(shè)計原則
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
1、 電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定。
2、 系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。
3、 系統(tǒng)具有開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。
4、 一臺變頻器能控制兩臺空壓機(jī)組，可用轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。
5、 根據(jù)空壓機(jī)的工況要求，系統(tǒng)應(yīng)保障電動機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。
6、 為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器，變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。
7、 在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運(yùn)行時，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過允許的范圍。
8、 考慮到系統(tǒng)以后擴(kuò)展問題，空壓機(jī)變頻器應(yīng)滿足將來工況擴(kuò)展的要求。
二、空壓機(jī)變頻器的選型
我們以BT12S系列風(fēng)機(jī)水泵專用型變頻器為例作講解：
1、BT12S變頻器的頻率精度：數(shù)字設(shè)定為±0.01%；模擬設(shè)定為±0.2%。可使壓力波動范圍滿足設(shè)計要求。
2、系統(tǒng)設(shè)計了變頻和工頻兩套主回路。
3、系統(tǒng)設(shè)計了閉環(huán)與開環(huán)兩套控制回路。
4、使用轉(zhuǎn)換開關(guān)可使變頻器任意控制兩臺空壓機(jī)組中的一臺。
5、BT12S型變頻器適用恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載，該變頻器還具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和提升的功能。
6、 在該變頻器上端加裝輸入電抗器，有效的抑制了變頻器對電網(wǎng)的干擾。
7、 在該變頻器下端加裝輸出電抗器，保障了低頻運(yùn)行時電機(jī)溫度噪音不超過允許范圍。
三、改造方案原理
由變頻器，壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，對空壓機(jī)的工作過程進(jìn)行恒壓控制。
反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算，實時控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。
四、空壓機(jī)變頻系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試的主要步驟：
1、 將變頻器接入系統(tǒng)。
2、 進(jìn)行工頻旁路的運(yùn)行。
3、 進(jìn)行變頻回路的運(yùn)行，其中包括開環(huán)與閉環(huán)控制兩部分調(diào)試：
開環(huán)：此時主要觀察變頻器頻率上升的情況，設(shè)備的運(yùn)行聲音是否正常，空壓機(jī)的壓力上升是否穩(wěn)定，壓力變送器顯示是否正常，設(shè)備停機(jī)是否正常等。如一切正常，則可進(jìn)行閉環(huán)的調(diào)試。
閉環(huán)：主要依據(jù)變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機(jī)壓力的升降相匹配，不要產(chǎn)生壓力振蕩，還要注意觀察機(jī)械共振點，將共振點附近的頻率跳過去。
五、空壓機(jī)變頻改造后的效益
1、節(jié)約能源
2、運(yùn)行成本降低
3、提高壓力控制精度
4、延長壓縮機(jī)的使用壽命
5、降低了空壓機(jī)的噪音
隨著變頻技術(shù)的不斷進(jìn)步與成熟，已經(jīng)可以逐步的將它納入到傳統(tǒng)空壓機(jī)的改造中來，使得空壓機(jī)在不久的將來進(jìn)入到真正的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時代，成為企業(yè)高效率的設(shè)備，同時通過本文也希望為那些有志于改造改進(jìn)傳統(tǒng)空壓設(shè)備的同仁提供一點借鑒和幫助，為我們空壓機(jī)設(shè)備的不斷進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī) 空壓機(jī)修訂日期：2016-06-28
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