1.介紹

傳統空壓機的變頻調速系統是由變頻器、PLC控制器、操作面板、發射器、控制開關以及接觸器構成。它有如下缺點：控制回路布線復雜，安裝費時，故障排除不方便及控制箱外觀不夠美觀。由英威騰研發的空壓機專用GD300-01變頻器集成了一般空壓機的PLC控制和風扇變頻器的啟動/停止/速度控制功能，保持了機頭穩定油溫，發揮潤滑油的最佳性能。本文將介紹使用雙變頻控制系統的應用，由空壓機專用GD300-01變頻器和GD10變頻器共同組成，應用于廣州一家工廠的永磁同步空壓機上。

2.雙變頻永磁同步空壓機系統的特點

空壓機專用GD300-01變頻器的開發是基于英威騰Goodrive300變頻器生產平臺。GD300-01集成了PLC/控制器功能，節約了PLC/控制器的費用，并與PT100溫度檢測功能共同工作，實現了風扇的變頻控制。與一般的異步變頻空壓機相比，GD300-01具有如下優勢：

用于永磁電機和壓縮機主機的嵌套式完整直連軸結構，結構更加緊湊，100％的傳輸效率；

無電機軸承：永磁轉子直接安裝在陽轉子的延長軸上。無馬達軸承結構，避免了電機軸承的故障點；

電機體積小：只有一般調頻電機體積的1/3，安裝方便；

永磁電機低速時，高效運行，比一般的調頻電機具有更好的節能表現；

永磁電動機使用高性能釹鐵硼永磁材料，在120℃高溫時亦無損失。定子線圈由專用耐電暈漆包線制作而成，具有極佳的絕緣特性，使用壽命長；

對同步電機的快速響應速度，出色的排氣響應性能；

根據排氣溫度控制風扇轉速，達到節能效果，系統和各部件保持溫度穩定的時間更長。噪聲也因為風扇由變頻方法控制而減少。

3.系統原理及控制實現

3.1系統結構

圖1雙變頻空壓機控制系統的結構

3.2控制實現

主機的啟動/停止功能是通過通信協議485控制，頻率由PID設置，實現閉環控制；

電磁閥控制邏輯是由主變頻器實現的，通過中繼終端以控制入口閥；

急停信號與數字輸入端子相連，選擇慣性停止功能；

溫度PID功能是由主變頻器實現的，其通過模擬信號來設置風扇變頻器的頻率。調速信號為0至20mA；

風扇的啟動/停止功能是由主變頻器（兼容電源頻率啟動/停止控制）的終端來控制；

風扇故障信號屬于主機的外部故障信號；

機械故障通過終端來識別，當識別到機械故障時，控制面板上會顯示報警；

整個雙變頻驅動系統的接線圖如圖2所示。

圖2雙變頻驅動系統的電氣接線圖

4.現場情況

4.1電機參數

4.2現場圖

5.系統調試步驟

5.1主變頻器調試

第1步：電線電纜按照系統接線圖連接并確認。切斷觸摸面板的24V電源，并確保接地電纜連接正確（變頻器接地和外殼接地）；

注：壓力、溫度和風扇轉速信號是電流信號，所以相應的模擬信號輸入端子應配置為電流信號；

第2步： P00.18設定為1，恢復出廠設置。根據電機實際情況，設置最大頻率P00.03和電機參數，然后再操作電機參數自整定；

注：如果SM銘牌上沒有電機額定電流，請根據變頻器額定電流或默認值設定P02.19。

第3步：按QUICK / JOG（快/慢）按鈕，減慢轉速檢查方向，如果不正確，更換電機電纜。

第4步：試運行。載頻P00.14設定為4。調整電機控制參數，特別是電流環。P03.09設定為電機功率的傳送值，參照表1。

5.2風扇變頻器調試

第1步：電線電纜按照系統接線圖連接并確認。

注：風扇轉速信號是0至20mA。注意終端跳線的位置；

第2步： P00.18設定為1，恢復出廠設置。設置電機實際情況設置電機參數。按QUICK/JOG（快/慢）按鈕，減慢轉速檢查方向，如果不正確，更換電機電纜。

5.3系統調試

第1步：打開觸摸面板電源，等待系統啟動；

第2步：進入系統配置界面，設置系統參數：壓力傳感器參數、溫度傳感器參數和風扇變頻器參數等等，然后按“一鍵設置參數”按鈕。系統將自動完成相關參數設定；

第3步：按照觸摸屏說明，調整用戶參數、生產參數和維護參數，然后運行。

5.4變頻器參數表

主變頻器的參數，見表2。

表2變頻器參數表

風扇變頻器參數表，見表3。

表3風扇變頻器參數

6.結論

集成于雙變頻驅動系統中的英威騰空壓機專用GD300-01變頻器在永磁同步空壓機上的成功應用，提供了性價比更好的空壓機變頻器系統解決方案，降低了空壓機控制系統的故障點，并提供更好的一站式服務，使螺桿壓縮機的安裝和維護非常方便。隨著客戶更高的高效節能要求，同步電機越來越多地應用于空壓機。英威騰空壓機專用GD300-01變頻器將會引導空壓機行業的發展，生產強大的拖拽能力和完善的控制系統。另外， GD300-01變頻器也可與異步空壓機兼容。

參考資料：

[1] 深圳市英威騰電氣股份有限公司《GD300-01操作說明書》

[2] 深圳市英威騰電氣股份有限公司《GD10操作說明書》