東元F510系列變頻器應(yīng)用于空壓機(jī)
一．概述
空壓機(jī)是各種工廠、筑路、礦山及建筑行業(yè)的必備設(shè)備，主要用來提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣。傳統(tǒng)空壓機(jī)主要以工頻運(yùn)行，采用加載—卸載閥來控制空壓機(jī)的供氣，由于頻繁加載、卸載不僅浪費(fèi)電能而且增加設(shè)備的機(jī)械磨損，并且加載是一個(gè)突然的過程，會(huì)對設(shè)備和電網(wǎng)造成較大的沖擊。因此對設(shè)計(jì)變頻式空壓機(jī)逐漸成為市場趨勢。
目前變頻式空壓機(jī)大部分仍采用通用變頻器搭配普通異步電機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)，這種搭配方式雖能實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)能，但設(shè)備體積龐大、電機(jī)無法高速運(yùn)行，電機(jī)效率較低，且在頻繁加卸載的情況下電機(jī)易出現(xiàn)過載報(bào)警。
東元集團(tuán)近期推出高性能電流矢量型變頻器F510，搭配IPM電機(jī)應(yīng)用與空壓機(jī)行業(yè)解決了普通變頻式空壓機(jī)的上述問題，使空壓機(jī)效率更高，更節(jié)能。
二．產(chǎn)品特色
1.目前國內(nèi)應(yīng)用于空壓機(jī)行業(yè)的IPM電機(jī)按照結(jié)構(gòu)不同基本分兩類，標(biāo)準(zhǔn)IPM電機(jī)，空壓機(jī)機(jī)頭直接連接的一體式IPM電機(jī)。IPM電機(jī)應(yīng)用于空壓機(jī)具有以下特點(diǎn)：
A：電機(jī)冷卻效果和運(yùn)行可靠性好；
B：變速范圍大，變頻范圍從25%-100%（普通變頻從50%-100%）；
C：在整個(gè)變速范圍，電機(jī)的效率及功率因素幾乎不變；
D：電機(jī)可無限制地起、停。不會(huì)造成電機(jī)溫升增高，電流增大；
E：IPM電機(jī)磁通量是普通電機(jī)的三倍，從而使同功率下電機(jī)的長度可縮短至1/3，從而縮小空壓機(jī)體積。
圖 1 標(biāo)準(zhǔn)IPM電機(jī)
圖 2 一體式IPM電機(jī)
2.F510系列變頻器
F510是東元新開發(fā)的一款高性能電流矢量型變頻器，廣泛應(yīng)用于暖通、水處理、壓縮機(jī)等行業(yè)，功率范圍3.7～600KW，主要特點(diǎn)如下，
A：全系列內(nèi)置RS-485接口，支持Modbus通訊協(xié)議；
B：內(nèi)置PMSLV模式，可直接驅(qū)動(dòng)SPM、IPM等伺服電機(jī)；
C：可通過參數(shù)調(diào)整，應(yīng)對電源電壓較低和不穩(wěn)定的場合，保證變頻器正常運(yùn)行。
圖 3 F510系列變頻器
三．螺桿式空壓機(jī)工作原理
以單螺桿空壓機(jī)為例說明空氣壓縮機(jī)工作原理，如圖1所示為單螺桿空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個(gè)過程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入，同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí)，較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。
采用變頻器可通過改變螺桿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的方式來改變排氣量，當(dāng)用氣量發(fā)生變化時(shí)，變頻器改變轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié)空壓機(jī)的排氣量，達(dá)到排氣 壓力恒定不變，并節(jié)約能源的目的。
圖 4 螺桿式空壓機(jī)工作原理
四．F510應(yīng)用于空壓機(jī)調(diào)試步驟
4．調(diào)試步驟
⑴ 根據(jù)工藝要求，完成F510系列變頻器與控制器和IPM電機(jī)之間的配線；
⑵ 將電機(jī)銘牌參數(shù)（額定功率、額定電壓、額定電流、電機(jī)極數(shù)、額定轉(zhuǎn)速等）輸入F510變頻器22—組參數(shù)，然后執(zhí)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)22-21=1；
⑶ 自學(xué)習(xí)成功后，設(shè)置00-02=1、00-05=1、00-13=30、00-014=20、00-15=20、09-02=3、09-03=1等常用參數(shù)，啟動(dòng)設(shè)備即可正常運(yùn)行。
⑷ 設(shè)備運(yùn)行正常后根據(jù)實(shí)際的用氣要求，適當(dāng)調(diào)節(jié)控制器P、I參數(shù)，保證氣管出口壓力恒定。
圖5 F510變頻器接線圖
五．典型客戶
目前成功使用東元F510系列變頻器 + IPM電機(jī)應(yīng)用在空壓機(jī)行業(yè)的主要客戶有，
⑴ 杭州仕邁（F510 + 一體式IPM）
⑵ 泉州華達(dá)（F510 + 分體式IPM）