一、傳統空壓機的問題

1、電能浪費嚴重
傳統的加卸載式空壓機，能量主要浪費在：
1）加載時的電能消耗
在壓力達到所需工作壓力后，傳統控制方式決定其壓力會繼續上升10%左右，直到卸載壓力。在加壓過程中，一定會產生更多的熱量和噪音，從而導致電能損失。另一方面，高壓氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經過減壓閥減壓，這一過程同樣耗能。
2）卸載時電能的消耗
當達到卸載壓力時，空壓機自動打開卸載閥，使電機空轉，造成嚴重的能量浪費。空壓機卸載時的功耗約占滿載時的30%～50%，可見傳統空壓機有明顯的節能空間。

2、工頻啟動沖擊電流大
主電機雖然采用Y-△減壓起動，但起動電流仍然很大，對電網沖擊大，易造成電網不穩以及威脅其它用電設備的運行安全。對于自發電工廠，數倍的額定電流沖擊，可能導致其他設備異常。

3、壓力不穩，自動化程度底
傳統空壓機自動化程度低，輸出壓力的調節是靠對加卸載閥、調節閥的控制來實現的，調節速度慢，波動大，精度低，輸出壓力不穩定。

4、設備維護量大
空壓機工頻啟動電流大，高達5~8倍額定電流，工作方式決定了加卸載閥必然反復動作，部件易老化，工頻高速運行，軸承磨損大，設備維護量大。

5、噪音大
持續工頻高速運行，超過所需工作壓力的額外壓力，反復加載、卸載，都直接導致工頻運行噪音大。

二、改造原則
根據空壓機原工況并結合生產工藝的要求，對空壓機進行變頻技術改造后，系統滿足以下要求。
1）空壓機經過改造后，系統通過轉換開關切換，具有變頻和工頻兩套控制回路，采用開環和閉環兩套控制回路。一拖二起動時，對兩臺電機M1，M2，可以通過轉換開關選擇變頻/工頻啟動。正常運行時，電機M1 處于變頻調速狀態，電動機M2處于工頻狀態。現場壓力變送器檢測管網出口壓力，并與給定值比較，經PID 指令運算，得到頻率信號，調節轉速達到所需壓力。停止時按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開，變頻器停止工作。

2）確保變頻出現異常保護時，不至于影響生產的正常進行。為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端有抑制電磁干擾的有效措施。控制線、信號線采用屏蔽線纜，布線時和動力電纜分開，防止引入干擾。

3）電機變頻運行狀態時保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動范圍不能超過依0.02 MPa。

4）空壓機不允許長時間在低頻下運行，空壓機轉速過低，一方面使空壓機穩定性變差，另一方面也使缸體潤滑度變差，會加快磨損，所以工作下限不低于30 Hz。

5）設置高壓保護、高溫保護、等設置報警及故障自診斷。
（1）高壓保護當系統壓力超過設定值時，自動切斷主機電源，使壓縮機緊急停機。
（2）高溫保護當壓縮機排氣溫度超過調定值時，由接在主機排氣孔口處的溫度傳感探頭控制溫度電觸 點動作，自動切斷電動機電源，使壓縮機緊急停機。
（3）電氣保護系統采用軟啟動方式，具有相序保護（防止壓縮機反轉）、缺相保護、電機熱過載保護等功能。

三、空壓機變頻改造后的優點
1、節能改造：總體節能達20%以上
1）加載時的節能：空壓機進行變頻改造后，壓力始終保持在所需的設定工作壓力，比改造前可降低10%的壓力，根據功耗公式可知改造后此項可節能10%；
2）卸載時的節能，電機卸載運行時消耗的能量是加卸時的40%左右，按平均四分之一左右的卸載時間算，此項可節能10%左右。

2、啟動電流小，對電網無沖擊
變頻器可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命。

3、輸出壓力穩定
采用變頻控制系統后，可以實時監測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產效率和產品質量。

4、設備維護量小
空壓機變頻啟動電流小，小于2倍額定電流，加卸載閥無須反復動作，變頻空壓機根據用氣量自動調節電機轉速，運行頻率低，轉速慢，軸承磨損小，設備使用壽命延長，維護工作量變小。

5、噪音低
變頻根據用氣需要提供能量，沒有太多的能量損耗，電機運轉頻率低，機械轉動噪音因此變小，由于變頻以調節電機轉速的方式，不用反復加載、卸載，頻繁加卸載的噪音也沒有了，持續加壓，氣壓不穩產生的噪音也消失了。 總之，采用變頻恒壓控制系統后，不但可節約一筆數目可觀的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，還可實現恒壓供氣的目的，提高生產效率和產品質量。

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