TigerPowerTP2200变频器在空压机中的应用

　随着我国经济的高速发展特别是21世纪初WTO的加入，能源的安全已成为摆在我们面前的一个刻不容缓的问题。同时异常激烈的市场竞争已渗透到各行各业的每个角落中。下面就作简单分析。我们通常使用的都是活塞式空压机，活塞在气缸内作往复运行，周期性地改变缸内的容积，从而使气缸内气体容积发生变化，并与气缸内气阀作相应的开闭动作配合，通过吸气、压缩、排气等动作，将无压或低压气体升压，并输出到储压罐内。　　首先，空压机的驱动轴上所需要的轴功率，与排气压力、空压机转速有直接的关系，也就是说，在实际运行中，由于压缩空气的使用随时在变化，空压机并不经常在额定工况下运行，而空压机排气压力的高低则直接影响到实际轴功率的大小。排气压力越高，所需轴功率也越大。试验证明满负载时，空压机的输入电流（功率）与排气压力的关系符合图2曲线与关系式。

图3
综上所述，由于空压机可以在保证生产所需要的最低压力下运行，电机输入功率大大下降，辅以压力闭环控制，实现空压机的供气压力—转速的动态匹配，减少了电机的实际输入功率，达到节能目的。节能的第二方面是空压机停止了空转，电机不存在轻载运行，这部分能量很可观。相应带来的其它好处是：供气压力稳定，通过压力调节器，可使空压机保持在设定的压力值下工作，压力稳定可靠性高，而且压力可以无级设定，随时可调。电机实现软启动，压缩机的使用寿命及检修周期都将得到大大延长。
示例1、以下为某水厂的空压机运行状况：　　自来水厂的每日供水量随季节天气的变化而不同，一日之中每时的供水量也随时间昼夜而有别。水厂的供水量始终处于动态的变化之中，滤池的运行数量也在不断地改变。水厂滤池总数为32格，进水闸板、排水闸板、反冲气蝶阀、反冲水蝶阀与出水蝶阀都采用气动控制，以四台空压机（两用两备）组成的空压站供给气源。以下是滤池空压站节能效果的测算：（空压机配用电机Pe=11KW，Ie=22.3A，Ue=380V）

图1
1.1 只运行—组滤池（16格）　　
现场实测：只开启一台空压机，卸荷时运行电流为11A，电压为400V，功率因数约为0.85。
消耗有功功率：P＝ 3×400×11×0.85＝6477.68W＝6.4777KW　　载荷—卸荷时间比为8：6，那么一年一台空压机卸荷运行所需电能为：　　W＝P×24×365×6÷14＝24319.06kWh　　
1.2 一组滤池全部投运，另一组运行4格（共20格）　　
现场实测：只开启一台空压机，这时空压机不再有卸荷运行，储气罐压力为0.65MPA，输入电流为20A，没有做无用功。　　
1.3 两组滤池全部运行（32格）　　必须将两台空压机全部投入运行，这时运行情况与1类似。　　
·空压机变频调速的实现方案　　
根据现场情况，目前控制滤池气动阀共有四台（两用两备）空压机，型号相同。选用一台TP变频器轮换去驱动两台空压机，这样在运行两台时，一台调速一台定速；再辅以适当的控制功能，实现整个空压站的恒压自动控制，该系统可以根据储气罐压力的变化，自动调节空压机的转速和空压机的运转台数。该系统自动化程度高，运行方式合理，不到一年时间就能收回投资。当然，空压机采用了变频调速后，对空压机正常运行有无影响应该注意，首先是润滑问题，其实空压机转速越低，吸、排气压力差越小，润滑油耗量也就越小，即所谓“低转速，低润滑”。　　
变频器性能要求：　　
1、由于空压机同时具备了变转矩负载和恒转矩负载的特性。所以我们选用了德国原装的TP2200A系列变频器，它的过载特性最高可达电机额定电流的200%，IGBT的极限电流为额定电流的6倍。全面的电机保护功能保证空压机的长期无故障运行。且由于其唯一的出厂24个月保质期最大限度的保护用户利益。　　
2、TP2200变频器采用多种控制模式包括磁场定向矢量控制、直接转矩控制等，可以保证变频器足够的转矩输出。　　
3、TP2200变频器内置PI功能，可以直接输入压力信号便于压力闭环控制。　　
4、TP2200可以在0℃-55℃中的环境温度无障碍运行（一般空压机安装场合温度较高）；甚至可以在海拔4000M的高原地区正常使用；可在320V到528V之间，宽电压运行；　　
总之TP2200系列变频器在各行各业中，特别是对变频器性能、功能要求较高的场合已逐渐得到广泛的应用，以上案例仅为抛砖引玉。我们相信在不久的将来，TP系列变频器将成为中国电气传动领域的重要一员。