变频器在空压机上的应用益处
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摘 要：在全球倡导高效节能，保护环境的趋势下，符合这一新型理念的机械设备，新型的有效的控制系统必将成为未来的主导。变频器在螺杆空压机的永磁异步电动机双重作用下可以达到节能30%以上的效果，具有很好的使用和推广价值。
关键词：空压机；变频器；控制器
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.140
1 控制要求
本文仅以HLP-SK190系列变频器在公司的空压机应用为列进行说明，具体控制要求如下：
系统需求1台37kW变频器控制主电动机，其中对变频器及控制要求主要包括：
（1）节能能源，变频螺杆式空压机比一般的空压机节能电费在30%左右。（2）运行成本降低，因节能和对电机冲击力小，电机使用寿命长。（3）变频螺杆机精确的压力控制精度。使压力保持在一个范围内。（4）变频螺杆空压机的应用，机箱的平均噪音低于一般空压机。（5）由于变频螺杆机的变频器的运行可减少机组启动时电流的波动，降低对电网的冲击。（6）适应了空压机气量调节。变频器低速率达到基准频率。
变频螺杆式空压机在设定所需压力偏差值会始终保持±0.1bar，供气恒压比较稳定；当用气量大时压力保持不变而转速自动补偿，确保供气需要；当用气量小时压力保持不变而转速自动降低，满足仅够用的气量。所以具备以上优点。
2 系统接线及调试
整个系统由两部分组成，一是空压机操作界面系统；另一是空压机变频器参数设置系统。试机前先确认变频器参数设置是否正确，空压机操作界面里参数设置是否正确。开机时先低速启动变频器，逐渐提高转速，并观察空压机运行的振动以及电流的稳定性。再逐渐升速降速，反复几次，都没有问题后，等电机完全停下后，测试电机电压电流是否为零。
2.1 系统调试
主要包括以下几个技术要点：
（1）电动机参数的自学习，这种大功率电动机高转速对电动机参数准确性的要求较高。（2）普通的旋转调试，主要是在高速区间，保证电流的平稳，电压不能跌落。（3）验证电网瞬间跌落以及意外断电的情况下，变频器对空压机的保护，一般先在低速情况做验证，再跑高速。
2.2 调试步骤如下
（1）变频器恢复出厂设置，确认电机结构、电机电流、电机转速参数。（2）确认加速、减速、电机频率上限、最大输出频率、最低输出频率、停止频率参数。（3）确认空载过久停机时间、休眠保持时间、空载频率风机启动温度、风机停止温度参数。（4）输入电动机参数并自学习，注意尽量用静态自学习，毕竟转速太高。（5）先低速旋转，逐渐提高转速，通过钳形万用表测试电机三相电流是否平衡，用万用表测试电机三相电压是否平衡，也可使用示波器观察电流波形。（6）设置特殊功能参数，在电源缺相和电源故障情况下保护电机功能。（7）设置的气压值达到上限值时，电机应由高速将至低速运转，当气压将至下限值時，电机又开始转为高速运转，进行加载运行升压，如此反复循环运行。（8）在高速运转按下停止按钮，电机不要马上停止，而需要延时120S，电机慢慢停止，这样能有力保障电机和变频器使用寿命。（9）长期观察系统稳定性，并可用红外线测温枪测试电机表面温度。
3 变频器参数设置
变频器部分关键参数如下表所示。
4 HLP-SK190系列变频器介绍
本系列变频器具有速度开环控制、过程闭环控制、电机自学习、电机预励磁、自动转差补偿、自动负载补偿、自动稳压功能、多点V/F曲线、加减速曲线、直流制动、交流制动、转速限制、电流限制、转矩限制、频率跟踪起动、自动复位再启动基本功能；点动控制、外控多段速、简易PLC（包括顺序控制、并行控制）、机械制动控制、UP/DOWN功能、相对增加/相对减小、相对比例设定、计数器、计时器、内置PID控制器应用功能；电源缺相保护，欠压保护，过压保护，过流保护，过载保护，输出缺相保护，输出短路保护，输出接地保护，过热保护，信号断线，AMA失败，CPU故障，按钮禁用，复制失效，LCP通讯错误，参数只读，数值超出范围，不可在运行中执行保护功能。
技术特点如下：
（1）频率设定方式包括：数字设定，模拟量设定，脉冲频率设定，串行通信设定，多段速及简易PLC设定和PID设定等，可实现设定的组合和方式切换。（2）准确的电动机参数自学习，调试方便，操作简单，提供更高的控制准确度和响应速度。（3）良好的电压和电流控制，有效减少变频器的保护次数。（4）提供多种制动方式，可快速停车。（5）较高的整机过温点，更适合在纺织行业环境温度高的场合。（6）转速追踪再起到功能，实现对旋转中的电机的无冲击平滑起到。（7）自动电压调整功能：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定。（8）提供多种故障保护功能：过电流、过电压、欠电压、过温、缺相和过载等保护功能。
5 结束语
变频空压机的科学使用，能给企业带来节能降耗的经济效益和生产效益，所以不论是老设备替换改造还是新设备设计，都将必须适应社会和技术的发展。对于功率大，转速较高的永磁同步电动机来说，对驱动的要求是很高的，所以使用高性能开环矢量变频器在这方面的技术优势将会有很大的用武之地。
参考文献：
[1]张义杰.变频器在空气压缩机上的应用[J].工矿自动化，2002，37（01）：111-114.
作者简介：骆良友（1974-），男，安徽芜湖人，本科，工程师，研究方向：设备自动化改造、设备节能降耗和设备技术改造。
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