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工作原理

   螺桿式空壓機整個工作原理流程圖如下：

傳統空壓機系統組成

   在傳統空壓機控制系統中，主電機一般采用“Y-△”啟動方式，靠后端出氣管道上安裝的壓力變送器來控制空氣壓縮機的壓力。空壓機啟動時，主電機先進行“Y-△”啟動，此時加載電磁閥未打開，空壓機處于“卸載”狀態，待“Y-△”完成后，根據系統設定延時時間（譬如10s）,加載電磁閥打開，空壓機“加載”運行。“加載”運行過程中，如果后端設備用氣量較大，壓力傳感器檢測壓力值達不到“卸載壓力”值，則加載電磁閥持續動作，空壓機會一直保持“加載”狀態。如果后端設備用氣量變小，壓力傳感器檢測壓力值慢慢增大，達到“卸載壓力”值，則系統控制加載電磁閥關閉，空壓機進入“卸載”狀態。

   當空壓機連續運行，潤滑油溫度會升高，當溫度達到一定程度時，油溫風機開始運行，用于降低油溫。風機運行一段時間，潤滑油溫度下降，則自動停止。一般來說，控制系統會設定油溫風機的工作溫度范圍為：75℃~85℃。

   傳統的螺桿式空壓機控制系統存在一些明顯的技術弱點：

   (1)啟動電流沖擊大；

     啟動方式雖為“Y-△”降壓啟動，但啟動沖擊電流仍然會達到額定電流3倍以上，對電網沖擊大，易造成電網不穩，并影響其它用電設備的運行安全。

   (2)加、卸載供氣控制方式嚴重浪費能源；

     空壓機加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力一直在Pmin~Pmax之間來回變化，其中Pmin為能夠保證用戶正常工作的最低壓力值；Pmax為設定的最高壓力值。結合空壓機的加、卸載原理分析，傳統空壓機控制方式下，能量浪費主要體現在三個方面：

     a.壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量；

     b.減壓閥減壓時消耗的能量；

     c. “卸載”運行時，主電機一直處于空載狀態消耗的能量。

   (3)供氣壓力穩定性差，生產工藝難保證。

     傳統的控制方式，為避免供氣不足，供氣壓力會較需求值偏高一些，這樣會增大成本和能耗。另外，在一些用氣量偏小，用氣頻率低的場合，空壓機系統會進行頻繁的“加載”和“卸載”操作，這樣就很難保證氣壓精度。

工藝要求

   螺桿式空壓機變頻調速系統主要是針對主電機進行控制，油溫風機的控制需求相對較少，具體工藝要求如下：

   (1)啟動力矩大；

   (2)啟動平穩，沖擊小；

   (3)內置PID控制功能，滿足系統恒壓控制要求；

   (4)過載能力強；

   (5)系統穩定性高，EMC特性好。

應用方案

   以某品牌30kW工頻螺桿式空壓機改造現場為例，來介紹G1系列矢量型通用變頻器在空壓機行業的應用。

1.  原有系統采用“Y-△”啟動，變頻改造后電氣原理圖如下：

   工、變頻改造注意事項：

   (1)壓力傳感器信號：原有系統中壓力傳感器信號只接入空壓機控制器，改造后，需要壓力傳感器信號作為PID控制的反饋信號，所以需要將壓力傳感器信號（4~20mA）串聯接入控制器和變頻器模擬電流輸入端AI1；

   (2)變頻器啟動信號：在保留原有“Y-△”啟動電路的前提下，變頻器啟動信號取自“△”接觸器“NO”點，已保證待“Y-△”完成后再啟動變頻器；

   (3)原有系統中的變壓器輸入側電源、油溫風機電源、相序檢測電路:變頻器接入原有系統后，需要將上述涉及到的線路全部移至變頻器輸入電源側。

系統參數設置：

   現場空壓機主電機：30kW 380V 59A 50Hz 975r/min，根據現場情況，選擇華遠G1系列矢量型通用變頻器，1:1匹配即可。