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變頻式空壓機是用壓力感測器即時感應系統(tǒng)中實際氣壓和用氣量。通過電器控制和變頻控制的精確配合，在不改變空壓機馬達轉矩(即拖動負載的能力)的前提下來即時控制馬達轉速(即輸出功率)，經(jīng)由改變壓縮機轉速，來響應系統(tǒng)壓力的變化，并保持穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力(設定值)，以實現(xiàn)高品質壓空氣的按需輸出。當系統(tǒng)消耗風量降低時，此時壓縮機提供的壓縮空氣大于系統(tǒng)消耗量，變頻式壓縮機會降低轉速，同時減少輸出壓縮空氣風量;反之則提高馬達運轉速增加壓縮空氣風量，以保持穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力值。它和風機電機水泵節(jié)電一樣，根據(jù)負載變化，控制輸入的電壓頻率，跟變頻器原理相同。
1、變頻空壓機的壓力設定可以是一點，即可以將滿足生產(chǎn)設備要求的最低壓力作為設定壓力，變頻空壓機將根據(jù)管網(wǎng)壓力上下波動的趨勢，調節(jié)空壓機轉速的快慢，甚至消除了空壓機的卸載運行，節(jié)約了電能。
2、由于變頻空壓機使得管網(wǎng)上下壓力穩(wěn)定，可以降低甚至消除壓力的波動，從而使系統(tǒng)中所有運行的空壓機都在一個滿足生產(chǎn)要求的較低的壓力下運行，減少了壓力向上波動造成的功率損失。
3、由于空壓機不能排除在滿負載狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，只能按更大需求來決定電動機的容量，故設計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。故采用變頻調速，可大大提高運行時的工作效率。因此，節(jié)能潛力很大。
4、有些調節(jié)方式(如調節(jié)閥門開度和改變葉片的角度等)，即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動機的運行功率。采用了變頻調速后，當需求量較小的情況下，可降低電動機的轉速，減小電動機的運行功率，從而進一步實現(xiàn)節(jié)能。
5、單電動機拖動系統(tǒng)大多不能根據(jù)負載的輕重連續(xù)地調節(jié)。而采用了變頻調速后，則可以十分方便地進行連續(xù)調節(jié)，能保持壓力、流量、溫度等參數(shù)的溫度，從而大大提高空壓機的工作性能。
空壓機節(jié)能
一般廠家在設計空壓機的裝機容量時，都是按照廠里的更大生產(chǎn)工況來考慮的，而普通情況下，由于各種原因，只能用到產(chǎn)能的60%-80%。這個因素是節(jié)能空壓機之一;
空壓機的加卸載是空壓機運行工況的一個重要性能，加載時間和卸載時間是空壓機運行的重要參數(shù)，加載過程是負載需求較大情況，此時監(jiān)測電機運行數(shù)據(jù)并記錄，卸載過程是負載需求較小的情況，此時監(jiān)測電機運行數(shù)據(jù)并記錄。從數(shù)據(jù)比較可以看出，加卸載有著不同的電能量消耗，而加卸載是由于出口供氣壓力波動產(chǎn)生的，調節(jié)電機轉速取消加卸載過程，達到恒壓供氣的目的，如果一臺空壓機的加載率達到或者超過了80%，那么它的節(jié)能空間是很小的，沒有改進的必要，這個因素也是節(jié)能改造空間之一。
空壓機的加卸載是空壓機運行工況的一個重要性能，加載時間和卸載時間是空壓機運行的重要參數(shù)，加載過程是負載需求較大情況，此時監(jiān)測電機運行數(shù)據(jù)并記錄，卸載過程是負載需求較小的情況，此時監(jiān)測電機運行數(shù)據(jù)并記錄。從數(shù)據(jù)比較可以看出，加卸載有著不同的電能量消耗，而加卸載是由于出口供氣壓力波動產(chǎn)生的，調節(jié)電機轉速取消加卸載過程，達到恒壓供氣的目的，如果一臺空壓機的加載率達到或者超過了80%，那么它的節(jié)能空間是很小的，沒有改進的必要，這個因素也是節(jié)能改造空間之一。
一 變頻節(jié)能技術改造的關鍵點
Ø 變頻器的性能正弦變頻器經(jīng)過長達數(shù)年的變頻技術研究和變頻結構技術開發(fā)，在變頻矢量技術方面已經(jīng)取得成功并在多個領域得到良好的應用效果，如今的正弦變頻器已擁有四個系列多種領域專用產(chǎn)品，由于空壓機是恒轉矩負載特性，所以我們選用性能和性價比都很優(yōu)良的G系列產(chǎn)品。
Ø 整體設計的控制變頻技術改造整體控制要考慮到設備運用的安全，保留原來的工頻電氣回路，實現(xiàn)工變頻無憂切換。同時在保護回路上考慮各種工況下的可靠性。
Ø 設備油路系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備油路系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)的改進是空壓機變頻改造成功的要點，根據(jù)不同的設備狀況和ATLAS COPCO系列油路系統(tǒng)情況做必要的硬件改進，保證在低速運行狀態(tài)設備的運行長期穩(wěn)定。
變頻節(jié)能改造應用優(yōu)化分析節(jié)能改造設計要求根據(jù)原工況存在的問題并結合生產(chǎn)工藝要求。
二 空壓機變頻改造后系統(tǒng)應滿足以下要求：
1.電機變頻運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不能超過±0.2bar。
2.系統(tǒng)應具有變頻和工頻兩套控制回路。
3.根據(jù)空壓機的工控要求，系統(tǒng)應保障電動機具有恒轉矩運行特性。
4.為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸出端應有抑制電磁干擾的有效措施。
5.在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍。
6.考慮到系統(tǒng)以后擴展問題，變頻器滿足將來工控擴展的要求。
7.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。
三 空壓機變頻節(jié)能改造的優(yōu)點
1. 節(jié)能變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)控制的壓縮機比較，能源節(jié)約是最有實際意義的。根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機工控是經(jīng)濟的運行狀況。節(jié)省電費約20%以上，約半年即可回收投入的資金。
2. 運行成本降低。傳統(tǒng)壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
3. 提高壓力控制精度，變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力，使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在±0.2bar范圍內，有效地提高了工況的質量。
4. 延長壓縮機的使用壽命。變頻器從0Hz起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。
5. 降低了空壓機的噪音。根據(jù)壓縮機的工況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音�，F(xiàn)場測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。
6. 此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2017-10-18
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