空壓機簡介：
    空壓機是氣源裝置中的主體，它是將原動機（通常是電動機）的機械能轉換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發生裝置。空壓機常見類型分為容積式和動力式，此次改造的螺桿式空壓機就是容積式空壓機中的一種。
    一、現場概況
    客戶是一家實際生產能力60萬噸/年的煤礦企業。現采用兩臺高壓空壓機作為井下氣動工具的氣源裝置，由于電網容量相對較小，無法直接工頻啟動，再加上空壓機自身會有大量能量的浪費，客戶最終決定選擇匯川HD90高壓變頻器對空壓機進行變頻改造。
空壓機相關參數如下：
1、 空壓機型號：SWT-250W                 2、排氣量：40m3/min
3、 額定功率：250kW                       4、額定電壓：10000V
5、 額定電流：21.8A                        6、額定轉速：1485rpm
7、 額定頻率：50Hz
    二、改造前方案
    高壓空壓機通常采用工頻啟動方式，空壓機啟/停信號直接控制高壓接觸器閉合/斷開，空壓機驅動電機直接工頻啟動，示意圖如下：

圖二：空壓機工頻控制示意圖

    空壓機在運行過程中，根據壓力罐檢測到的壓力大小，控制閥門進行加載和卸載控制，確保壓力罐壓力在0.65MPa到0.75MPa之間波動，保證井下擁有足夠的氣源；在采用工頻方式啟動時，主要有以下缺點：
1、啟動電流仍然很大，直接影響電網的穩定性與其它用電設備的運行安全；
2、空壓機時常出現空載運行，電能浪費嚴重，處于非經濟運行狀態；
3、啟動時對設備的沖擊較大，一些部件的動作頻率高（如電磁閥等），導致設備后期維護費用高；
4、工頻運行，設備噪音大。
    三、匯川技術HD90空壓機改造方案
    匯川技術根據現場空壓機實際情況，為客戶提供與電機功率相匹配的高壓變頻器，型號為HD90-J100/450-DN，變頻器采用內置PID調節方式，通過壓力罐中檢測壓力值大小實時調節電機轉速，從而達到恒壓輸出的目的，示意圖如下：
 

圖三：匯川HD90變頻改造方案示意圖

    變頻器采用遠程控制方式，啟/停信號由空壓機控制給出，變頻器的運行信號、故障信號反饋給空壓機控制系統，保留了客戶原有的操作習慣，極大的方便了客戶使用。
    四：匯川HD90高壓變頻器改造優勢
1、對電網無沖擊：采用變頻器進行電機控制，實現了真正的軟啟動，啟動過程無沖擊電流；
2、優越的加速性能： 高壓空壓機進行變頻改造時，經常面臨無法正常啟動的現場，報“系統油壓力低”等故障，此為工頻設計保護功能，需保證變頻器在10s內加速到50Hz才能夠避免此故障。匯川變頻器采用世界領先的磁鏈閉環矢量控制技術，具有優異的加減速控制性能，極好的滿足了空壓機啟動對加速性能的要求；

圖四：匯川HD9x系列加速性能示意圖

3、控制精度高：空壓機類負載等工藝型類負載，控制精度要求比較高，普通的控制方式往往無法很好的滿足需求，匯川HD9x高壓變頻器采用先進的矢量控制方式，使得電機在整個控制過程中具有較高的轉速控制精度，從而使得空壓機的輸出壓力更加平穩，壓力波動控制在0.02MPa以內；
  4、節能：原有的工頻控制方式，空壓機經常會處于卸載運行，造成能量的極大浪費。采用變頻器實時調節電機轉速，實現輸出恒壓控制，避免了卸載時能量的浪費；
  5、維護量減少：采用變頻控制電機，電機實現了真正的軟啟動，啟動過程中，對設備無沖擊，減少了設備后期的維護量；
    五、總結
    今年來，世界工業賴以需求的能源日趨減少，能源危機已成為大多數企業的共識，節能降耗也是每一家工業企業都將要面對的現實。空壓機行業屬于浪費能源的行業之一，對空壓機進行變頻改造，不僅具有巨大的節能空間，而且能夠實現輸出壓力的精準控制，達到恒壓控制，同時還降低了設備的機械磨損，產生了更多的附帶效益。
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