四方C320K空壓機專(zhuān)用變頻器應用方案
一、引言
空壓機是一種壓縮空氣以提高氣壓的發(fā)生裝置，是僅次于電力的第二動(dòng)力源，廣泛的用于驅動(dòng)各種風(fēng)動(dòng)機械、風(fēng)動(dòng)工具，在冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等行業(yè)有廣泛的應用，是許多工藝流程中的關(guān)鍵設備。
傳統的螺桿式空壓機存在一些明顯的技術(shù)弱點(diǎn)：如供氣量無(wú)法連續調節，氣壓容易產(chǎn)生大幅的波動(dòng)；卸載時(shí)嚴重浪費能源；頻繁的啟停，影響電機的使用壽命，設備維護量大等等。
近年來(lái)，通過(guò)變頻調速技術(shù)改變空壓機電機的轉速，而且空壓機的供氣流量隨著(zhù)用氣流量的改變自行調節，達到真正的供需平衡，在節能的同時(shí)，也可使整個(gè)系統達到最佳工作效率，變頻螺桿式空壓機成為空壓機市場(chǎng)的發(fā)展趨勢。
二、變頻螺桿空壓機的優(yōu)勢分析
螺桿空壓機的工作原理：由一對相互平行嚙合的陰陽(yáng)轉子在氣缸內轉動(dòng)，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著(zhù)轉子軸線(xiàn)由吸入側輸送至輸出側，從而實(shí)現空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程。陰轉子的槽及陽(yáng)轉子齒被主電機驅動(dòng)而旋轉。
但是，傳統的螺桿式空壓機存在一些明顯的技術(shù)弱點(diǎn)：
（1）啟動(dòng)電流沖擊大
傳統的空壓機主電機采用Y-△減壓起動(dòng)，起動(dòng)電流約為額定電流3倍，仍然很大，對電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩以及威脅其它用電設備的運行安全。
變頻器可使電機起動(dòng)、加載時(shí)的電流平緩上升，沒(méi)有任何沖擊；電機實(shí)現軟啟停，避免沖擊電流造成的危害，有利于延長(cháng)設備的使用壽命；
（2）加、卸載調節供氣的控制方式嚴重浪費能源
傳統的控制方式，空壓機在加載時(shí)：從設定壓力到卸載壓力的加壓過(guò)程中，電能白白浪費掉，而經(jīng)過(guò)減壓閥減壓的過(guò)程，也是在浪費能量；空壓機卸載時(shí)：關(guān)閉電磁閥使電機一直在空轉，這種調整方法同樣是極大的能力浪費，卸載時(shí)的功耗約占滿(mǎn)載的20%~40%。
在變頻控制方式下，變頻驅動(dòng)系統通過(guò)控制電機轉速來(lái)控制氣壓，使輸出壓力始終維持在設定壓力，輸出壓力保持恒定，避免頻繁加卸載導致的電能浪費。
空壓機屬于恒轉矩負載，單就輸出功率而言，采用變頻調速節能效果遠不如風(fēng)機泵類(lèi)二次方負載顯著(zhù)。但空壓機大多處于長(cháng)時(shí)間連續運行狀態(tài)，由于設計時(shí)都是按最大需求來(lái)選擇排氣量的，而實(shí)際工作中，空壓機經(jīng)常會(huì )運行在非滿(mǎn)載狀態(tài)，非滿(mǎn)載運行過(guò)程有著(zhù)巨大的節能空間。
（3）供氣壓力穩定性差，生產(chǎn)工藝難保證
在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節，氣壓的穩定性對產(chǎn)品質(zhì)量的影響是很大的，用戶(hù)對供氣壓力精度都有一定要求，傳統的空壓機為避免氣壓不足，供氣壓力較要求值要偏高一些，但這樣會(huì )使成本高、能耗大，同時(shí)頻繁的加卸載也很難保證氣壓精度；
變頻器可以閉環(huán)實(shí)時(shí)監測供氣管路中氣體的壓力，PID調節器比較當前壓力與設定壓力差值比較，保證輸出壓力始終維持在設 定壓力，輸出壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品工藝質(zhì)量。三、C320K與普樂(lè )特控制器變頻方案介紹
C320K系列變頻器，是四方電氣技術(shù)有限公司在C320矢量型變頻器基礎上，改進(jìn)完善了硬件和軟件設計，集成了多項空壓機控制和應用專(zhuān)用功能，內置標準的MODBUS-RTU通信協(xié)議，可配合普樂(lè )特控制器組成螺桿空壓機變頻控制系統。
方案配置：C320K變頻器，普樂(lè )特MAM660VF3普樂(lè )特一體控制器（配CT相序檢測傳感器一套），NDK(BK)-150VA變壓器（輸入380V，輸出220V、20V），其他元氣輔件和線(xiàn)材請參考下面配線(xiàn)圖。
四、安裝調試指導
1. 變頻器與MAM660VF3控制器的接線(xiàn)：
FWD、CM接22、23號 端子CC、GND接5、6號端子
RS+、RS-接3、4號 端子TA、TB接 6、9端子
2. 普樂(lè )特控制器設置
進(jìn)入廠(chǎng)家參數，設置變頻器型號（普樂(lè )特控制器的文本部分，廠(chǎng)家參數選擇“SUNFAST”；
3. 變頻器參數設置
F0.1=6（外部電流信號）; F0.4=0001（外部電子啟動(dòng)）；
F0.7= 下限頻率; F1.18=電機轉速（大多為2極電機） F9.0=0104; F9.1=1； F9.3=0001.從機
4. 常見(jiàn)故障的處理
“溫度傳感器失靈” --檢查線(xiàn)路和PT100
“壓力傳感器失靈” --檢查線(xiàn)路和壓力變送器
“相序錯” --相序接反或斷相，檢查線(xiàn)路
“排氣溫高” --檢查通風(fēng)，潤滑油等
5. 調試步驟
控制器上電5秒自檢，按啟動(dòng)鍵不能啟動(dòng)空壓機，自檢結束后按啟動(dòng)鍵，主機開(kāi)始啟動(dòng)。主機啟動(dòng)過(guò)程為：22、23號端子閉合，給變頻器啟動(dòng)信號；25號端子閉合，輸出空壓機啟動(dòng)指示信號，5、6號端子輸出4~20mA電流給變頻器，控制其輸出頻率，電機開(kāi)始運轉。
啟動(dòng)后控制器根據檢測壓力與設定的變頻工作壓力進(jìn)行PID運算，輸出4~20mA電流，調節電機轉速，自動(dòng)平衡供氣壓力，實(shí)現恒壓供氣。
五、小結
變頻螺桿空壓機市場(chǎng)正在不斷擴大，到2015年，我國的空壓機市場(chǎng)容量將超過(guò)300億元，國內的變頻螺桿機正在經(jīng)歷普及的過(guò)程，變頻螺桿機雖然初始投資大，但是回報率高。隨著(zhù)政府的節能減排力度的加大，客戶(hù)節能意識的提高，可以預見(jiàn)，變頻螺桿機的成長(cháng)性高、未來(lái)市場(chǎng)容量龐大。