1前言
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器在調(diào)速領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。它具有穩(wěn)定，操作方便，節(jié)能效果明顯等優(yōu)點，越來越受到廣大工程技術(shù)人員和管理人員的重視。特變電工山東魯能泰山電纜有限公司是一家大型電線電纜生產(chǎn)企業(yè)，絕大部分生產(chǎn)設(shè)備都用到壓縮空氣，以前都是由單個的小型空壓機供氣，這種供氣方式存在著壓力不穩(wěn)定，故障率高，維修成本大等缺點。在2002年進行了技術(shù)改造，建立了一座空壓機站，新上2臺無錫阿特拉斯。科普柯壓縮機有限公司GAl32-8.5型螺桿式空壓機。但在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)耗電量大的問題，經(jīng)過考察論證，在2005年2月進行了變頻技術(shù)改造，選用科姆龍無感矢量變頻器Kv2000—G1320—4T，經(jīng)過一年多的實際運行，工作正常，壓力穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
2空壓機改造前的運行狀況
設(shè)備改造前，兩臺空壓機一用一備，全部工作在工頻狀態(tài)，起動方式為星三角降壓起動，壓力控制采用兩點式控制（上下限控制），即空壓機氣缸內(nèi)壓力達到設(shè)定上限時，空壓機通過本身的油壓關(guān)閉氣閻，當壓力下降到設(shè)定下限時，空壓機打開進氣閥。由于生產(chǎn)過程中用氣量的變化，空壓機也頻繁地加載和卸載，經(jīng)常是加載2min，卸載4min，在用氣量小的時候，有時還停機10 min，重新起動，對空壓機、電動機和電網(wǎng)都有很大的沖擊。并且空壓機在空載過程中不產(chǎn)生壓縮空氣，電動機處在空載狀態(tài)，白白消耗電能。因此對其進行變頻改造是很有必要的。
3空壓機變頻改造實施方案
系統(tǒng)參數(shù)：
空壓機型號 GAl32-8 5
主電動機型號 YXLA315M-4
額定功率 132 kW
額定電壓 380v
額定電流 250A l 485 r/min
遠傳壓力表VTP10-A-G10-B
變頻器科姆龍無感矢量變頻器kv2000
G1320-4T
額定電流 253A
根據(jù)空壓機實際運行狀況，我們用一臺變頻器來控制兩臺空壓機，通過電氣控制來轉(zhuǎn)換兩臺空壓機的變頻運行，這樣當一臺空壓機出現(xiàn)故障時，很快轉(zhuǎn)換到另一臺空壓機運行，既不影響生產(chǎn)又節(jié)約了設(shè)備投資。
系統(tǒng)改造時保留原工頻系統(tǒng)不變，增加變頻系統(tǒng)，做到工頻/變頻互鎖切換，當變頻器發(fā)生故障時，利用原工頻系統(tǒng)運行。本系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)方式，通過變頻器的控制面板設(shè)定空氣壓力定值，在儲氣罐上安裝個壓力傳感器。將空氣壓力信號轉(zhuǎn)換為0～5 V的電信號，反饋到變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將信號與壓力定值進行比較運算，然后輸出控制信號，變頻器再根據(jù)此信號輸出頻率，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，使空氣壓力保持穩(wěn)定，這樣空壓機始終保持在節(jié)電運行狀態(tài)。
4系統(tǒng)改造時應(yīng)注意的問題
4．1電動機的散熱問題
由于電動機是靠它自帶的風(fēng)扇進行散熱的，在工頻以下運行時會影響散熱效果。為此，我們經(jīng)過長時間的觀察，最后將變頻器的頻率下限設(shè)定為25Hz.
4．2空氣壓力問題
系統(tǒng)壓力設(shè)定時，在滿足生產(chǎn)工藝的條件下，壓力不要設(shè)定的太高，這樣節(jié)能效果會更明顯。經(jīng)過長時間的摸索，我們將空氣壓力設(shè)定為0．6MPa。
5節(jié)能效果及經(jīng)濟效益分析
改造前，空壓機加載運行時運行電流240A，運行時間2min，卸載時運行電流110A，運行時間4min。
改造后，空壓機頻率基本上在30～45Hz，運行電流平均120A，無卸載時問，基本不停機。
用電量分析：每天工作24 h，每月30天。
改造前為
W=1．732•I•U•24x30/1000=72661 kW•h
改造后為
W=1.732•I•U•24x30/1000=56 865 kW•h
由上可計算出，改造后每月可節(jié)電
W=15 796 kW•h
每度電按0．58元計算，每月節(jié)省電費9 161 68元。整個系統(tǒng)改造費用9萬元左右，10個月即可收回投資。
6改造后幾大優(yōu)點
1）節(jié)能降耗。
2）電動機從低速起動，沖擊電流小，電動機和空壓機運行平穩(wěn)。
3）由于變頻器具備較強的保護功能，降低了設(shè)備故障率。
4）系統(tǒng)壓力更加穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
