ALPHA6000变频器在空压机上的应用
一、概述：
常见大中型空压机为螺杆式或活塞式压缩机。工作时由一台电动机带动螺杆或活塞向气罐充气，当气罐压力升至设定的最高压力时离合片动作，电机自动卸载，电机空转，螺杆或活塞停止压缩空气。压缩机的这种工作方式带来了下列问题：
1 现用空压机控制系统的缺陷
空压机主电机运行方式为星型到三角降压起动后再全压运行. 加、卸载供气控制方式为进气阀开关控制方式，即压力达到上限时关阀，压缩机空载运行；压力抵达下限时开阀，压缩机加载运行。如果系统压力上升到压力上限值，控制器使进气阀关闭，压缩机空载运行，直到系统压力降到压力下限值后，控制器使进气阀重新打开，排气阀关闭，压缩机打开，压缩机满载运行,不断重复上述过程。空气压缩机的排气量和压力，在运转中也不是不变的，常因工况变化导致用气量变化，所以空气压缩机工作时总是在重复满载－卸荷工作方式。满载时的工作电流接近电动机的额定电流，卸荷时的空转电流约为30-50％电动机额定电流，这部分电流不是做有用功，而是机械在额定转速下的空转损耗.
a 浪费大量的能源,导致生产成本的增加.
b 起动瞬间电流很大，对电网的稳定及其它用电设备的产生巨大的冲击,严重时甚至可能导致同一电网设备无法正常运行.
c 起动时对设备机械同样存在巨大的冲击，后续维护工作量大,维护成本高.制约生产效率.
d 经常卸载和加载的方法来调节.这样使整个气网压力经常变化,不能保持恒定的供气压力,另外也影响压缩机的使用寿命。
f 由于气压无法恒定,波动范围大,因此在一定程度上间接的影响了产品生产质量.在某些对气源气压要求苛刻的场合尤为明显.
g 自动化程度低,系统稳定性差,不利于维护, 需要专人操作停止或者启动机组来调节需求气量,但仍然无法有效的调节到合理范围.由于没有故障报警系统,不能快速有效的找到故障源以及排除故障
二、ALPHA6000变频节能系统配置及性能：
本系统可选用ALPHA6000-3037G型变频器，该型变频器性能优良，可靠性高，内置PID调节器，各项参数可灵活设置，能很好地满足控制要求。（压力传感器可选用美国产MSP-300-016-B-S-W型，该型传感器安装简便，线性好，信号变送精度高。）控制原理图如下：
1, 系统功能描述
该系统以压力为控制对象，压力值由变频器键盘电位器设定，可根据用气设备的实际需要，在空压机的最高允许工作压力内自由设定，调整便捷。压力传感器对供气管网压力实时检测，并通过变送器转换，输出标准的4-20mA的信号，送至变频器反馈，在变频器内进行PID闭环控制，根据系统用气量的要求实时调整变频器的输出，从而实时调整压缩机电机的转速，保证管网压力的恒定。
2, 注意事项：
1, 各品牌的空压机润滑及冷却方式的不尽相同，故空压机工作的下限频率应根据实际情况进行设定。
2, 由于空压机连续工作时本身会散发大量的热量，因此应注意变频器箱体的温度不要超限，确保变频器工作场所的通风。
3, 当储气罐内气压较高时，启动变频器时会引起堵转过流，因此不要在储气罐内压力较高时启动变频器，应卸放储气罐内的空气后启动。也可在空压机出气口加装单向阀。
三. 采用阿尔法变频节能系统对空压机进行控制的优点及综合效益分析
采用该系统改造后，压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配，压缩机电机转速会随着系统用气量的不同而进行调节，避免了电机空转以及频繁的加卸载所带来的能量损耗，电机的输入功率大大降低，节电效果显著。对于对空气机来说，供气量Q与转速N成正比，气压F与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：
|
频率值HZ
|
50
|
45
|
40
|
35
|
30
|
25
|
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供气量Q%
|
100
|
90
|
80
|
70
|
60
|
50
|
|
气压F%
|
100
|
81
|
64
|
49
|
36
|
25
|
|
轴功率P%
|
100
|
73
|
51
|
34
|
22
|
13
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节电率N%
|
0
|
23
|
49
|
66
|
78
|
87
|
一般来说，对于连续用气的空压机系统，随用气量的变化，电动机运行频率在25-50HZ之间动态调节，系统的节电率可达20%左右。
另外系统改造所带来的间接效益也不可低估。首先，压缩机电动机实现了软启停，软加减速，对电网的冲击大大减少；其次压缩机气缸内气阀片不再反复地开启和关闭，增加了设备的寿命，减少了系统维护时间；再次系统管网气压稳定，提高了气动设备的效率。
空气压缩机组经改造后，经实测达到如下效果
1,节省电能：
恒压供气系统投入运行后，可使贮气罐的气压保持在设定值的2.5%范围内，将自动排空而损失的电能节省下来，经实测，节电率达到40%左右，同时功率因子提高至COSф>0.95,减少了无功损耗.
2, 降低噪音，减少环境污染：
恒压供气系统由于实现了变频控制，基本上消除排空放气的情况，从而改善了噪音对环境的污染.
3, 延长机械部件使用寿命：
使用JBJ空压机节电系统后，空压机大多数时间运行在工频之下，能明
显减少机械部件的磨损，延长机器寿命，减少维修费用和缩短维修时间.
4, 实现了软起动：
减少机组起动电流对电网的冲击，同时可灵活地重复多次起动，避免了自藕降压起动在这方面的不足.
5,实现恒压供气：
系统投入运行后，提高了供气可靠性和负载变化的调节能力，保证了恒定的供气压力，进一步保证了产品质量的稳定性.
6, 运行可靠，故障率几乎为零：
系统设有过载、失压、欠压、过流、缺相等保护功能，运行可靠.
7, 操作简易，发生故障不影响生产：
节能器发生故障后，可自动停机并发出故障信号，同时，可转换到市电使空压机正常运行，不影响生产。
