空气压缩机的变频调速及应用Applicationoffrequencyconversiontimingofaircompressors王廷才刁红宇河南工业职业技术学院南阳理工学院摘要:针对空气压缩机加、卸载供气控制方式存在的问题，论述了变频调速系统及其控制方式的安装调试及空压机变频改造后增加了效益。关键词:空气压缩机变频调速中图分类号TH452文献标识码A文章编号：1006-8155（2005）03-0036-05Abstract:Keywords:Aircompressorfrequencyconversiontiming1引言空气压缩机在工矿企业生产中有着广泛的应用。它担负着为各种气动元件和气动设备提供气源的重任。因此空气压缩机运行的好坏直接影响生产工艺和产品质量。空气压缩机是一种把空气压入储气罐中，使之保持一定压力的机械设备，属于恒转矩负载，其运行功率与转速成正比：(1)式中PL——空气压缩机功率TL——空气压缩机转矩nL——空气压缩机转速所以就运行功率而言，采用变频调速控制的节能效果远不如风机泵类二次方负载显著，但空气压缩机大都处于长时间连续运行状态，传统的工作方式为进气阀开、关控制方式，即压力达到上限时关阀，使压缩机进入轻载运行；压力达到下限时开阀，使压缩机进入满载运行。这种频繁地加减负荷过程，不仅使供气压力波动，而且还会使空气压缩机的负荷状态频繁地变换。又由于设计时压缩机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需求来选择电动机的容量，故选择的电动机容量一般都较大。而在实际运行中，轻载运行的时间所占的比例却非常高，这就造成巨大的能源浪费。值得指出的是，供气压力的稳定性对产品质量的影响很大，通常生产工艺对供气压力有一定要求，若供气压力偏低，就不能满足工艺要求，而且可能出现废品，所以为了避免气压不足，一般供气压力较要求值要高些，从而造成供气成本高，能耗大，同时也存在着一定的不安全因素。变频调速是80年代初发展起来的新技术，具有易操作、免维护、控制精度高等优点。普通电动机采用变频调速后，在其拖动负载无须任何改动的情况下，便可按照生产工艺要求来调整转速输出以满足工况要求。因此完全可以用变频器驱动的方案取代加、卸载供气控制方式的方案，从而电机可根据用气量的大小来自动调整转速以保证供气压力恒定，使电机低于额定转速连续运转，可有效地克服电机频繁改变运行状态所带来的诸多弊端，达到系统高效节能运行的目的。2空气压缩机加、卸载供气控制方式存在的问题2.1浪费能量空气压缩机加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在pmin～pmax之间来回变化。pmin是能够保证用户正常工作的最低压力值，pmax是设定的最高压力值。一般情况下，pmax和pmin之间关系可用下式表示:pmax＝(1＋δ)pmin(2)式中δ值在10%～25%之间。若采用变频调速技术连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上，即等于pmin的数值。由此可见，加、卸载供气控制方式浪费的能量主要在三个部分:（1）压缩空气压力超过pmin所消耗的能量当储气罐中空气压力达到pmin后，加、卸载供气控制方式还要使其压力继续上升，直到pmax。这一过程需要电源提供压缩机能量，这是一种能量损失。（2）减压阀减压消耗的能量气动元件的额定气压在pmin左右，高于pmin的气体进入气动元件前的压力，这就需要用减压阀将其减至接近pmin。这同样是一种能量损失。（3）卸载时调节方法不合理所消耗的能量通常情况下，当压力达到pmax时，空气压缩机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使空气压缩机不需要再压缩气体做功，但空气压缩机的电机还是要带动螺杆做回转运动，据测算，空气压缩机卸载时的能耗约占空气压缩机满载运行时的10%～15%，在卸载期间，空气压缩机做无用功，无谓地消耗能量。同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空，这又是一种能量浪费。2.2其他损失（1）靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力难免要产生较大幅度的波动，从而使供气压力精度达不到工艺要求，这就会影响产品质量甚至造成废品。再加上频繁调节进气阀，还会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。（2）频繁地开/关放气阀，使放气阀寿命大大缩短。3空气压缩机变频调速控制方式的...