ABB变频器空压机改造中的应用

一、空压机工作原理简述：
工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。
具体操作程序为：按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值后，即回跳压力下，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。


二、原系统工况存在的问题
1、主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。
2、主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。
3、主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。
4、主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。
三、变频改造方案设计
根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：
1、电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa。
2、系统应具有变频和工频两套控制回路。
3、系统具有开环和闭环两套控制回路。
4、一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。
5、根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。
6、为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。
7、在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
8、考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。
四、改造方案原理
由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。
反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
五、空压机变频改造后的效益
1、节约能源
2、运行成本降低
3、提高压力控制精度
4、延长压缩机的使用寿命
5、低了空压机的噪音