空壓機(jī)工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用。它擔(dān)負(fù)著為所有氣動(dòng)元件，包括各種氣動(dòng)閥門(mén)，提供氣源職責(zé)。它運(yùn)行好壞直接影響生產(chǎn)工藝。空壓機(jī)種類主要有活塞式、螺桿式，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。
2 電機(jī)原理及空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式存電能浪費(fèi)
2（1）交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為:
n=60f(1-s)/p
其中 n—電機(jī)轉(zhuǎn)速 f—運(yùn)行電頻率;
p—電機(jī)極對(duì)數(shù) s—轉(zhuǎn)差率;
2（2） 空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式存問(wèn)題
2.1 能耗分析
加、卸載控制方式使壓縮氣體壓力Pmin～Pmax之間來(lái)回變化。Pmin是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作最低壓力。一般情況下，Pmax、Pmin之間關(guān)系可以用下式來(lái)表示:
Pmax＝(1＋δ)Pmin
δ是一個(gè)百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值大致15%～30%之間。
加、卸載供氣控制方式下空壓機(jī)，所浪費(fèi)能量主要2個(gè)部分:
(1) 加載時(shí)電能消耗
壓力達(dá)到最小值后，原控制方式?jīng)Q定其壓力會(huì)繼續(xù)上升直到最大壓力值。加壓過(guò)程中,一定要向外界釋放更多熱量，導(dǎo)致電能損失。另，高于壓力最大值氣體進(jìn)入氣動(dòng)元件前，其壓力需要減壓閥減壓,這一過(guò)程同樣是一個(gè)耗能過(guò)程。
(2) 卸載時(shí)電能消耗
當(dāng)壓力達(dá)到壓力最大值時(shí)，空壓機(jī)如下方法來(lái)降壓卸載:關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)將分離罐中多余壓縮空氣放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大能量浪費(fèi)。據(jù)我們測(cè)算，空壓機(jī)卸載時(shí)能耗約占空壓機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)10%～25%(這卸載時(shí)間所占比例不大情況下)。換言之，該空壓機(jī)20%時(shí)間處于空載狀態(tài)，作無(wú)用功。很明顯加卸載供氣控制方式下，空壓機(jī)電機(jī)存很大節(jié)能空間。
2.2 其它不足之處
(1)靠機(jī)械方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，使供氣量無(wú)法連續(xù)調(diào)節(jié)，當(dāng)用氣量不斷變化時(shí)，供氣壓力不可避免產(chǎn)生較大幅度波動(dòng)。用氣精度達(dá)不到工藝要求。再加上頻繁調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，會(huì)加速進(jìn)氣閥磨損，增加維修量和維修成本。
(2) 頻繁采用打開(kāi)和關(guān)閉放氣閥，放氣閥耐用性不到保障。
3 恒壓供氣控制方案設(shè)計(jì)
針對(duì)原有供氣控制方式存諸多問(wèn)題，可應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行恒壓供氣控制。采用這一方案時(shí)，我們可以把管網(wǎng)壓力作為控制對(duì)象，壓力變送器YB將儲(chǔ)氣罐壓力P轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送給PID智能調(diào)節(jié)器，與壓力設(shè)定值P0作比較，并差值大小按既定PID控制模式進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生控制信號(hào)送變頻調(diào)速器VVVF，變頻器控制電機(jī)工作頻率與轉(zhuǎn)速，使實(shí)際壓力P始終接近設(shè)定壓力P0。同時(shí)，該方案可增加工頻與變頻切換功能，并保留原有控制和保護(hù)系統(tǒng)，另外，采用該方案后，空壓機(jī)電機(jī)從靜止到旋轉(zhuǎn)工作可由變頻器來(lái)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)沖擊電流和啟動(dòng)給空壓機(jī)帶來(lái)機(jī)械沖擊。
4 系統(tǒng)元器件選配及系統(tǒng)安裝與調(diào)試
4.1
用戶:臺(tái)灣統(tǒng)一集團(tuán)下屬企業(yè)深圳市寶安區(qū)長(zhǎng)營(yíng)電器廠
系統(tǒng)壓力要求:最小壓力6.2KG,最大壓力7.8KG.
空壓機(jī):75KW 4極電機(jī)轉(zhuǎn)速1470r/min
變頻器: 日業(yè)牌”SY3200-G-075T4系列通用型變頻器
壓力傳感器1 只（10KG）
4.2 系統(tǒng)安裝與調(diào)試
(1) 安裝
控制柜安裝空壓機(jī)房?jī)?nèi)，與原控制柜分離，但與壓縮機(jī)之間主配線不要超過(guò)30m?？刂苹芈放渚€采用屏蔽雙絞線，雙絞線節(jié)距15m以下。另外控制柜上裝有換氣裝置，變頻器接端子一定不能與動(dòng)力接混用，以上措施增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。
(2) 調(diào)試
a) 變頻器功能設(shè)定（不同工況及控制方式，功能設(shè)定可能不同）
01-00=1設(shè)定為1:運(yùn)行指令由外部端子控制
01-05=20加速時(shí)間:設(shè)定為20S,具體數(shù)值工況及生產(chǎn)要求
01-06=20減速時(shí)間:設(shè)定為20S
01- 10=50最大頻率:設(shè)定為50Hz(等于電機(jī)額定頻率)
01- 24=1 (設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)電機(jī))
01-25=100-105 電機(jī)過(guò)載保護(hù)水平:具體數(shù)值工況及生產(chǎn)要求
05-00=1 PI控制方式：設(shè)為有效
05-01=0 PI調(diào)節(jié)誤差極性：設(shè)為正極
05-02=0 PI給定信號(hào)選擇：設(shè)為0
05-03=72% （給定壓力值） PI數(shù)字給定值 (100%對(duì)應(yīng)10KG)
05-04=1或2 PI反饋信號(hào)選擇
05-07=5-10 積分時(shí)間 5-10秒
05-09=25 PI調(diào)節(jié)運(yùn)行最小頻率
(3) 調(diào)試中其他事項(xiàng)
增加工變頻裝置,整套改造裝置并不改變空壓機(jī)原有控制原理，原空壓機(jī)系統(tǒng)保護(hù)裝置依然有效。工頻/變頻切換采用了電氣及機(jī)械雙重聯(lián)鎖，大大提高了系統(tǒng)安全、可靠性。
調(diào)試過(guò)程中，將下限頻率調(diào)至40Hz，然后用紅外線測(cè)溫儀對(duì)空壓機(jī)電機(jī)溫升及管路油溫進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間、嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，電機(jī)溫升約2-4℃之間，屬正常溫升范圍，油溫基本無(wú)變化，排氣溫度下降5℃。40Hz下限頻率運(yùn)行對(duì)空壓機(jī)機(jī)組工作很安全。
(4)節(jié)電數(shù)據(jù)
沒(méi)安裝變頻前每天用電量安裝變頻后每天用電量
24小時(shí)用電量17281417
每天節(jié)電311
節(jié)電率18%
5 結(jié)束語(yǔ)
一系列反復(fù)調(diào)整，最終系統(tǒng)穩(wěn)定39.5-42.5Hz頻率范圍，管線壓力基本保持0.69Mpa，供氣質(zhì)量到提高。改造后空壓機(jī)運(yùn)行安全、可靠，同時(shí)達(dá)到了工廠用氣工藝要求
