C320K空压机变频器在空压机上的应用

摘要：近年来，通过变频调速技术改变空压机电机的转速，而且空压机的供气流量随着用气流量的改变自行调节，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到*工作效率，变频螺杆式空压机成为空压机市场的发展趋势。
 

关键词：螺杆空压机，节能改造，C320K,变频器

一、引言
        空压机是一种压缩空气以提高气压的发生装置，是仅次于电力的第二动力源，广泛的用于驱动各种风动机械、风动工具，在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等行业有广泛的应用，是许多工艺流程中的关键设备。
        传统的螺杆式空压机存在一些明显的技术弱点：如供气量无法连续调节，气压容易产生大幅的波动；卸载时严重浪费能源；频繁的启停，影响电机的使用寿命，设备维护量大等等。
 

二、C320K与普乐特控制器变频方案介绍
        C320K系列变频器，是在C320矢量型变频器基础上，改进完善了硬件和软件设计，集成了多项空压机控制和应用功能，内置标准的MODBUS-RTU通信协议，可配合普乐特控制器组成螺杆空压机变频控制系统。
       方案配置：C320K变频器，普乐特一体控制器（配CT相序检测传感器一套），NDK(BK)-150VA变压器（输入380V，输出220V、20V），其他元气辅件和线材请参考下面配线图。

三、变频螺杆空压机的优势分析
        螺杆空压机的工作原理：由一对相互平行啮合的阴阳转子在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。阴转子的槽及阳转子齿被主电机驱动而旋转。
        但是，传统的螺杆式空压机存在一些明显的技术弱点：
（1）启动电流冲击大
        传统的空压机主电机采用Y-△减压起动，起动电流约为额定电流3倍，仍然很大，对电网冲击大，易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。
        变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；电机实现软启停，避免冲击电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；
（2）加、卸载调节供气的控制方式严重浪费能源
        传统的控制方式，空压机在加载时：从设定压力到卸载压力的加压过程中，电能白白浪费掉，而经过减压阀减压的过程，也是在浪费能量；空压机卸载时：关闭电磁阀使电机一直在空转，这种调整方法同样是极大的能力浪费，卸载时的功耗约占满载的20%~40%。
        在变频控制方式下，变频驱动系统通过控制电机转速来控制气压，使输出压力始终维持在设定压力，输出压力保持恒定，避免频繁加卸载导致的电能浪费。
        空压机属于恒转矩负载，单就输出功率而言，采用变频调速节能效果远不如风机泵类二次方负载显著。但空压机大多处于长时间连续运行状态，由于设计时都是按zui大需求来选择排气量的，而实际工作中，空压机经常会运行在非满载状态，非满载运行过程有着巨大的节能空间。
（3）供气压力稳定性差，生产工艺难保证
        在产品生产环节，气压的稳定性对产品质量的影响是很大的，用户对供气压力精度都有一定要求，传统的空压机为避免气压不足，供气压力较要求值要偏高一些，但这样会使成本高、能耗大，同时频繁的加卸载也很难保证气压精度；
        变频器可以闭环实时监测供气管路中气体的压力，PID调节器比较当前压力与设定压力差值比较，保证输出压力始终维持在设定压力，输出压力保持恒定，提高生产效率和产品工艺质量。
 

 四、安装调试指导
1. 变频器与MAM660VF3控制器的接线：
FWD、CM接22、23号端子                                                     

CC、GND接5、6号端子                                                       

RS+、RS-接3、4号端子                                                                

TA、TB接 6、9端子
2. 普乐特控制器设置
进入厂家参数，设置变频器型号（普乐特控制器的文本部分，厂家参数选择“SUNFAST”；
3. 变频器参数设置
F0.1=6（外部电流信号）                                                   

F0.4=0001（外部电子启动）                                                      

F0.7= 下限频率                                                                     

F1.18=电机转速（大多为2极电机）                                                                             F9.0=0104                                                                                

F9.1=1                                                                         

F9.3=0001.从机
4. 常见故障的处理

“压力传感器失灵”   --检查线路和压力变送器
“温度传感器失灵”   --检查线路和PT100

“排气温高”         --检查通风，润滑油等
“相序错”           --相序接反或断相，检查线路
5. 调试步骤
        控制器上电5秒自检，按启动键不能启动空压机，自检结束后按启动键，主机开始启动。主机启动过程为：22、23号端子闭合，给变频器启动信号；25号端子闭合，输出空压机启动指示信号，5、6号端子输出4~20mA电流给变频器，控制其输出频率，电机开始运转。
       启动后控制器根据检测压力与设定的变频工作压力进行PID运算，输出4~20mA电流，调节电机转速，自动平衡供气压力，实现恒压供气。
 

五、结束语

        变频螺杆机虽然初始投资大，但是回报率高。到2015年，我国的空压机市场容量将超过300亿元，变频螺杆空压机市场正在不断扩大，国内的变频螺杆机正在经历普及的过程，随着政府的节能减排力度的加大，客户节能意识的提高，可以预见，变频螺杆机的成长性高、未来市场容量庞大。