概述：

螺杆空压机广泛地用于工业生产中，在其控制中采用加载-卸载阀来控制空压机的供气。由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别，使得用气量发生波动，有时会造成空压机频繁加载、卸载。空压机卸载后电机仍然工频运转，不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损；空压机加载过程是突然加载，也会对设备和电网造成较大的冲击。因此对空压机进行变频改造具有改善电机的启动和运行方式、减少设备的机械磨损、在一定范围内节约电能等效果。

一、螺杆空压机采用变频调速的优点：

1、宽电网电压：+15%/-20%电网电压，从容应付不同的电网状况；

2、全新的双CPU硬件控制平台，控制性能大幅提升；实现恒转矩提升，不会因为网波动影响负载提升情况。

3、带载能力强，低频转矩大，实现电机的软启动。

4、可实现电机的无极调速，电流冲击小，加减速过程平滑，大大减轻了机械冲击的强度。

5、易于与外部控制设备的接口结合，实现现场灵活的的控制方式。

6、节能效果显著，尤其在低速段节能效果十分明显。

二、变频器的选用：

用户螺杆空压机电机型号30KW/45KW/75KW/93KW…220KW。相应地选用KVF660矢量控制变频器。其规格型号根据相应的容量放大一档（四、六极电机放大两档），37KW/55KW/93KW…255KW变频器。

三、KVF660矢量变频器介绍：

KVF660矢量变频器采用德国进口IGBT作为主回路功率器件，由微处理器实现数字化控制。其软件专门为重载类负载设计，充分考虑了重载负荷实际运行中的各种特殊要求，采用各种措施保证系统的安全运行，并且可以设置多种参数以满足螺杆空压机在不同工况下运行的需要。

1、起动转矩：无PG矢量控制时，0.5Hz输出150%额定转矩；有PG矢量控制时，0Hz输出180%额定转矩，满足重载起动的要求。

2、对重负荷实现软起动和软停车，起动电流小速度平稳，对电网冲击小。

3、变频器的频率连续调节，分段置顶，使速度更加方便可靠，运行更平稳。

4、标配RS485通讯接口，支持国际标准的MODBUS RTU 通讯协议，上位机（如：PLC、工控机）对变频器很方便的实现组网及远程控制。

5、多种运行控制及保护，如过流、过压、过载、欠压、缺相、短路等。

四、 科沃变频器在改造中使用到以下主要功能：

1、电网瞬时掉电不停机；

2、自动稳压（AVR）：当电网电压变化时，能自动保持输出电压稳定。

3、自动节能运行：根据用气情况，内置PID调节器自动调整输出，以实现节能运行。

五 、螺杆空气压缩机变频改造：

◆空压机工频运行和变频运行的比较：

1、空压机电机功率一般较大，启动方式多采用空载（卸载）星-三角启动，加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，加载和卸载时对设备机械冲击较大；不光引起电源电压波动，也会使压缩气源产生较大的波动；同时这种运行方式还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限。

2、对空压机进行变频改造，能够使电机实现软起软停，减小启动冲击，延长设备使用年限；同时由于电机运行频率可变，实现了空压机根据用气量的大小自动调节电机转速，减少了电机频繁的加载和卸载，使得供气系统气压维持恒定，在一定程度上节约了电能。

◆空压机主电路和控制电路的变频改造：

以某品牌螺杆空压机为例，图1是其电路原理图。可以看出该品牌型号的空压机采用星-三角启动方式，在主电路改造时，将变频器串接进原有的电源进线中；断开原加载阀控制回路，将原加载阀控制输出改为一个时间继电器JS，时间继电器的线圈一端与220V控制电路零线接通，另一端连接到PLC的加载输出点，将加载阀的一端直接和220V控制电路零线接通，另一端通过时间继电器JS的一对常开触点与220V控制电路火线接通，通过时间继电器延长加载时间。变频器的正转信号端子FWD，通过电机主电路上的交流接触器KM1的一对常开触点，与变频器公共控制端C0M接通。变频器的模拟量反馈信号V1和GND端子，与压缩气输送管路上的压力传感器相连接。图2是变频改造后的电路原理图。

图1

图2

空压机变频改造后，电机启动时原有的交流接触器仍然由其控制PLC按星-三角方式动作，但在交流接触器连接为星型时，交流接触器KM1的常开触点没有闭合，变频器FWD端子与C0M端子没有接通，变频器不启动、无输出；当PLC控制交流接触器转换为三角形接法后，

KM1的常开触点闭合，变频器FWD端子与COM端子接通，时间继电器JS处于延时状态，加载阀不动作，变频器开始空载变频启动电机。当变频器启动电机完成后，时间继电器JS动作加载阀，变频器自动变频运行。

六、改造后螺杆机运行的能耗状况比对：

    本案例中的数据采集源自深圳市某大型印刷集团股份有限公司,

卧式旋转吹风冶炼炉所用的35m3螺杆空压机。改造后具体参数比对值如下表：

F=(U*I/cos¢*η)*时间T*电费￥   T=年工作日*日工作小时

Fyj=(0.41*400/0.828)*246*16*0.757=590152.8元

Fyx=(0.41*210/0.828)*246*8*0.757=154936.7元

Fbj=(0.38*300/0.874)*246*16*0.757=388637.22元（节电率34.14%）

Fbx=(0.266*122/0.874)*246*8*0.757=55316.02元 （节电率64.3%）

改造后年节能费用= （Fyj+ Fyx）-（Fbj+ Fbx）

                =（590152.8+154936.7）-（388637.22+55316.02）

                =745089.5-443953.24

                =301136.26元

结束语：

通过分析以上表格中的内容不难看出，在压缩机、风机、泵类等流体设备中采用变频调节技术运行以后，不仅提高了生产工艺水平并且因此大大的减少了设备的维护、维修费用，直接和间接的经效益十分的明显。