汇川高压变频器在螺杆式空压机上的应用案例
变频器在英格索兰和螺杆空压机改造中的应用
一、空压机工作原理简述某大型金属制品厂有上海英格索兰公司生产的单级压缩螺杆式空气压缩机（以下简称空压机）4台，因产品转型，用气量减少，经过现场观察和测试，认为存在比较大的节能空间，遂进行节能改造。
该空压机工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。
空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与阳转子啮被主电机驱动而旋转。
原空压机的主电机功率为75kW两台，90kW两台，星-三角减压起动后全压运行，为典型的空载启动，全速运行。
原系统工况存在如下的几个典型问题：1、主电机时常空载或轻载满速运行，属非经济运行，电能浪费严重。
2、主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及同供电支线上它用电设备的运行安全。
3、主电机工频运行时，空压机噪音大。
二、变频改造要求根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：1、变频调速改造后应保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02MPao2、系统应具有变频和工频两套控制回路，以保证变频回路故障时能迅速切换到工频。
3、系统具有开环和闭环两套控制回路，压力闭环PID调节由变频器自身完成。
4、一台变频器能够控制两台空压机组，可用转换开关切换。
5、根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性。
6、现场的改造要满足EMC要求，不能造成自身干扰或干扰其他设备。
7、改造后电机绕组温度和电机的噪音不超过电机允许的范围。
三、变频器的选型根据上述原则，厂家经过多方调研、比较，最后选择麦格米特公司MV300G系列通用型变频器，使该系统能够满足上述工况要求。
1、MV300G为电流矢量型变频器，低频力矩大，过载能力强，在IOHz以上1.5倍的额定负载可工作2min以上。
高压变频器在螺杆式空压机中的应用
高压变频器在螺杆式空压机中的应用
肖乐;顾乐;王锴磊;赵新军;姬脉胜
【期刊名称】《变频器世界》
【年(卷),期】2017(000)011
【摘要】本文介绍了风光牌高压变频器在平煤集团十三矿螺杆式空压机上的应用情况。
应用结果表明,采用变频器对螺杆式空压机设备进行调速节能改造,具有良好的经济效益和社会效益。
【总页数】6页(P80-85)
【作者】肖乐;顾乐;王锴磊;赵新军;姬脉胜
【作者单位】河南平煤神马节能科技有限公司;新风光电子科技股份有限公司;河南平煤神马节能科技有限公司;新风光电子科技股份有限公司;河南平煤神马节能科技有限公司;新风光电子科技股份有限公司;河南平煤神马节能科技有限公司;新风光电子科技股份有限公司;河南平煤神马节能科技有限公司;新风光电子科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM921.51
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变频器在单螺杆空压机节能改造中的应用_1
变频器在单螺杆空压机节能改造中的应用发布时间：2021-07-01T15:35:23.397Z 来源：《科学与技术》2021年7期作者：马吉民[导读] 某公司现有空压机3台，其中1台为单螺杆空压机（3#空压机），是2013年公司内部调拨的，马吉民中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔 161002摘要：某公司现有空压机3台，其中1台为单螺杆空压机（3#空压机），是2013年公司内部调拨的，投入后处于长期运转状态；另外2台为老式活塞式空气压缩机（1#、2#空压机），属于70年代产品，设备老旧、能耗高，大多情况属于备用状态。
为更好的发挥单螺杆空压机作用，实现经济利益最大化，针对单螺杆空压机使用过程存在的问题，通过变频器对单螺杆空压机实施了节能改造，结合生产实际修正了相关控制参数，取得了较好效果。
关键词：变频器；单螺杆；节能改造1单螺杆空压机节能改造的必要性1.1单螺杆空压机工作原理和运行控制过程单螺杆空压机工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。
当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。
1.2单螺杆空压机能耗分析及存在问题单螺杆空压机自身控制器通过后端排气管道上压力传感器的压力控制空压机运行方式。
空压机起动时，加载电磁阀处于关闭状态，电动机空载运行，一段时间（可通过空压机控制器设定，设置为2s）后，加载电磁阀打开，空压机开始带负载运行，通过加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在P min与P max之间来回变化。
其中，P min为能够保证用户正常工作的最低压力值，P max为保证安全运行设定的最高压力值。
空压机运行过程中能量消耗主要包括以下几个方面：（1）在空压机加载运行过程中，当后端管路空气压力达到P min后，加、卸载控制方式还要使其压力继续上升至P max，从而需要消耗更多的能量，产生更多的热量和噪声，导致能量损失。
高压变频器在螺杆式空压机上的应用
变频改造方案：一、变频改造方案设计原则根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：1、电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定。
2、系统应具有变频和工频两套控制回路。
3、系统具有开环和闭环两套控制回路。
4、根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。
5、为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。
6、在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
高压变频器在螺杆式空压机上的应用收藏此信息打印该信息添加：徐长海来源：未知高压变频器在螺杆式空压机上的应用The Application of High Voltage Inverter in the Screw Air Compressor山东新风光电子科技发展有限公司徐长海林红波上海中流压缩机有限公司陈海涛冀中能源云驾岭煤矿机电区陈立新Xu Changhai Lin Hongbo Chen Haitao Chen Lixin 摘要：本文结合螺杆式压缩机运行的实际工况，介绍了山东新风光电子科技发展有限公司生产的高压变频器在云驾岭煤矿螺杆式压缩机中的应用。
通过改造，实现了螺杆式压缩机的高效运行，达到了节能降耗的目的。
关键词：高压变频器螺杆式压缩机功率单元串联多电平Abstract: The paper introduces the application of the high voltage inverte r produced by Shandong WindSun Electronics Science &Technology Co.,Ltd.based on the actual screw compressor condition in the Yun Jialing Coal Mine. The reconstruction implements the efficient running of screw compressor, reached the objective of saving energy.Key words: High voltage inverter Screw compressor Power unit connect s The multi- levels1引言空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。
高压变频调速技术装置在压缩机系统中的应用案例分析
高压变频调速技术装置在压缩机系统中的应用案例分析随着现代工业的发展和自动化水平的提高，压缩机系统在各个行业中扮演着重要角色。
为了提高压缩机的运行效率和节能减排，近年来越来越多的压缩机系统开始采用高压变频调速技术装置。
本文将通过案例分析的方式，详细探讨高压变频调速技术装置在压缩机系统中的应用。
案例一：石油化工行业在石油化工行业，压缩机系统被广泛应用于气体输送和处理过程中。
采用高压变频调速技术装置的压缩机系统可以实现综合能源利用和节能减排的目标。
一家石油化工公司引进了一台高压变频调速技术装置，并将其应用于其压缩机系统中的离心压缩机。
通过对系统进行改造，该公司实现了压缩机的可控运行，使其能够根据实际工况灵活调整压缩机的工作频率和转速，从而提高了系统的稳定性和可靠性，并有效降低了能耗。
在实际应用中，该系统的运行效率提高了25%，并且提高了产品质量和生产效率。
案例二：制冷空调行业在制冷空调行业中，压缩机系统是实现冷热交换的核心设备。
随着能效标准的提高和环境保护意识的增强，压缩机系统的能耗和排放问题越来越受到重视。
一家制冷空调设备制造商引入了高压变频调速技术装置，将其应用于其压缩机系统中的离心压缩机。
通过对系统进行优化升级，该制造商实现了压缩机的高效运行。
高压变频调速技术装置可以根据环境温度和冷负荷的变化，智能调节压缩机的工作状态，避免能耗浪费。
在实际应用中，该系统的能效提升了30%，并且降低了噪音和振动，提高了用户的使用体验。
案例三：制造业在制造业领域，压缩机系统广泛用于机械设备的动力传动和空气供应。
一家汽车制造企业引入了高压变频调速技术装置，将其应用于其压缩机系统中的螺杆压缩机。
通过对系统进行改造，该企业实现了压缩机的智能调节和运行监控。
高压变频调速技术装置可以根据生产线的需求，自动调节压缩机的工作状态，确保系统运行的稳定和可靠，并提高了生产效率。
在实际应用中，该系统的能耗减少了20%，并且减少了维护成本和故障率，提高了生产效益。
变频器在空压机控制系统中的应用
变频器在空压机控制系统中的应用【摘要】随着科学技术的发展，变频技术和空压机在工业生产中的应用也越来越广泛。
为了实现对成本的控制和节能降耗，对空压机控制系统进行改造，在空压机控制系统中使用变频技术，将变频调节与闭环技术引入其中，实现了节约电能的效果，同时也提高了关键设备的可靠率，具有广泛的应用前景。
【关键词】变频器；空压机；控制系统；节能引言变频器在我国的使用是在上世纪八十年代，其优越的性能及良好的节能效果使得其应用量也不断的增加。
与发达国家相比，我国的变频器应用量还有很大的差距。
随着经济的发展，电气自动化的要求越来越高，在成本控制、节能降耗方面也有了更高的要求，因此其前景也是比较广阔的。
空压机主要是利用电动机带动压缩机将气体进行压缩，使其具有一定的压力来满足生产工艺的要求，在电子、机械、化工、喷涂、纺织及动力领域广泛的使用。
随着自动化水平的提高，对空压机自动化控制的要求更强，既节能又安全的控制系统是企业追求的效果，也是本文研究的主要方向。
1 传统空压机控制系统螺杆式空气压缩机是最常用的空压机类型，其工作方式主要通过进气阀对开和关进行控制，在压力到达上限的时候关闭阀门，空气压缩机运行阶段，内部压力达到下限后，实现满载运行。
压缩机的运行以加载和卸载进行时，气压在最小值和最大值之间变化，其最小值是保证设备运行的最低压力值，最大值就是设置的最大压力值。
通常生产工艺系统要求的压力为某个值或一定为某个值或一定范围，而空气压缩机在加载和卸载的运行方式下，存在一定的负面作用，如气体压力出现变化的时候，会消耗过多的能耗，如果空压机内部空气压力超出压力下线，空压机会自动提升压力，在这个过程中，需要消耗电源大量的电能；减压阀工作时，出现能源浪费的现象，空压机在运行中，为了保证气动元件处于额定气压范围，会对气体进行减压，减压的过程会造成能量的消耗；在工作中，容易出现电动机闲置的状况，通常空压机设计只考虑满载运行情况，因此空压机容量均按照最大需求设计，随着空压机的发展，轻载运行也需要进行考虑，受电动机容量的限制，会出现能量的浪费，一般情况下，需要进行机械方式对调节阀频繁进行调整，导致磨损的加快，缩短了设备的使用寿命。
变频控制技术在无油螺杆空压机系统中的节能应用
Ｌ ＡＯ Ｙｕ ｓ ｅ ｇ Ｒ Ｉ —ｈ ｎ ， ＡＮ Ｊｎ — ｎ ｉ ｇ ｗａ ｇ
（ ａｊ ｎ ａｔｒ ｆＣ ｏ ｇｉｇＴ ｂｃｏＩｄ ｓ ｙＣ ．Ｌｄ Ｑｉ ｊ ｎ ００ ０， ｈｎ ） Ｑｉ ｉ ｇＦ ｃ ｙｏ ｈ ｎｑｎ ｏ ａｃ ｎ ｕｔ ｏ ，ｔ， ａ ｉ ｇ４ ９０ Ｃ ｉａ ｎａ ｏ ｒ ｎａ
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空压 机是卷 烟厂 正常 生产运 行 的重要保 障 ， 但在动力能 源系统 中，能耗仅 次于锅炉及空调 系
统 。 由于 通 常按 照 最 大 用 气 量 负 荷 设 计 空 压 机 容
２ 空压机 变频 改造 的背景
黔 江分 厂 ３台 阿 特 拉 斯 Ｚ ２０型 空 压 机 ，电 Ｒ５ 机 功率 ２５ｋ ，单 台空 压 机 产气 量 ４ ｉ，最 ４ Ｗ ０Ｉ／ ｎ ｎｒ ａ
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应用 ，在 空调 节能 领 域应 用 尤 为广 泛 。
体现在有 油螺杆空压机方 面 ，因此笔者 就阿特拉 斯 Ｚ ２０型无 油 螺杆 空 压 机 变 频 控 制 技 术 的 实 际 Ｒ５
汇川变频器
斯可络交流 2014-81 汇川方案介绍.....技术路径----螺杆空压机新能源技术1、普通工频控制系统配置：HMI+H2U专用控制器方案特点：1、24K步超容量设计，方便为客户实现可编程的定制化需求2、可扩展远程控制模块，实现程序下载3、集成4路通讯口，可实现联控、物联网技术、PC组态监控、运程维护4、HMI可实现多国语言自由切换5、画面自定义2、普通变频控制系统配置：HMI+H2U 专用控制器+MD380/MD500系类变频器 此系统可以实现以下组合控制模式：1、主机变频+风机工频（需加风机互感器）2、主机变频+风机变频双变频特点：1、解决由于风扇带来的噪音问题。
2、对排气温度进行精度控制3、空气受温度的影响很大，如果压缩的是空气温度有变化，通过冷干机后，相应的气量也会有变化的，间接的效率提升。
3、永磁变频控制系统配置：HMI+H2U专用控制器+MD380E/MD500E系类变频器此系统可以实现以下组合控制模式：1、主机变频+风机工频2、主机变频+风机变频永磁方案特点（相对异步机）：1、直接驱动、传动效率高、接近100%2、电机效率高，接近99%3、节能：同比普通提高10%~30%左右；4、噪音低，减小30DB5、体积小，相比于同功率的小两个基座号方案功能：1、可扩展远程控制模块，实现远程程序下载2、HMI可实现多国语言自由切换3、永磁变频控制系统1、节能/效率高。
电机直接驱动，无转速滑差，效率更高；永磁同步电动机的励磁部分采用了永磁体,使得电动机本身无励磁损耗,比传统电动机更节能。
较同规格的异步电动机效率提升5％～10％，无论轻载与重载，电机的效率始终保持高效。
2、合理的磁场设计、磁密分布，工作频率范围更宽广，运行噪音低、运行更安静3、开环矢量控制，响应时间＜50ms，可在瞬间大范围调节产气量，使气压真正恒定4、启动力矩大，永磁同步电动机起动力矩和过载能力均比三相异步电动机高出一个功率等级，最大起动力矩与额定力矩之比可达3倍以上，而一般异步电动机仅有1.6倍5、体积小，仅为异步电机的1/3，维护方便。
浅谈变频技术在螺杆空气压缩机中的应用
浅谈变频技术在螺杆空气压缩机中的应用发表时间：2019-10-29T09:33:43.817Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：朱文杰[导读] 摘要：空气压缩机是一种用以提高气体压力的机械，由于其动力的方便性和灵活性，用途极为广泛，几乎遍及工业、农业、交通运输、医疗卫生、国防、科研乃至生活的许多领域，在国民经济中占有相当重要的地位。
深圳市安龙机械设备制造有限公司 518055摘要：空气压缩机是一种用以提高气体压力的机械，由于其动力的方便性和灵活性，用途极为广泛，几乎遍及工业、农业、交通运输、医疗卫生、国防、科研乃至生活的许多领域，在国民经济中占有相当重要的地位。
以双螺杆空气压缩机为研究对象，分析了变频式螺杆空气压缩机的工作原理，阐述了变频技术在传统螺杆空气压缩机中的应用。
关键词：变频技术；螺杆空气压缩机；应用引言我国是一个能源紧缺的国家，节能减排工作是我国长期而艰巨的任务，据不完全统计，在我国，电能的60％是被各行各业中广泛使用的风机、水泵等通用机械所消耗，而空气压缩机则占了其中的15％左右。
厂家在设计空气压缩机系统的过程中，不能排除空气压缩机在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以，只能按最大的需要来决定电动机的容量，为此设计余量一般偏大。
而实际生产过程中，空气压缩机是处于变工况状态，空气压缩机的负荷率平均约为67％，在这样的工作负荷下，空气压缩机浪费了大量的电能。
对空气压缩机进行变频改造，能够使电机实现软启软停，减小启动冲击，延长设备使用年限；同时由于电机运行频率可变，实现了空气压缩机根据用气量的大小自动调节电机转速，减少了电机频繁加载和卸载，使供气系统气压维持恒定，在一定程度上节约了电能。
1 螺杆空气压缩机的工作原理据统计，2010年国内动力用双螺杆压缩机的销售总量已达到80亿元左右，占压缩机销售总量的40％多，空气压缩机在工业中用途的广泛性，为变频螺杆压缩机的发展展示了一个美好的前景。
变频器在螺杆式空压机上的应用
变频器在螺杆式空压机上的应用作者：邓慧钺来源：《山东工业技术》2016年第03期摘要：随着变频调速技术的迅速发展，其调速技术愈加成熟并在工业领域广泛使用。
根据螺杆式空压机实际使用过程中存在能耗大，噪音大的情况，利用变频器对螺杆式空压机进行节能改造。
通过实际改造结果对比，节能效果明显，可广泛推广。
关键词：螺杆式空压机；变频调速；变频器；节能改造；节能减排DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.1800 前言螺杆式空压机由于其可以根据生产所需气量的变化自动进行加载-卸载工作，且其运行性能及使用效果较好，如今已在工业领域广泛使用。
但螺杆空压机在实际应用中，由于受现场设备的工作状况或者不同的生产工艺流程的影响，用气量会根据这些影响因素的不同而随之变化，由此造成空压机频繁加载、卸载。
根据空压机的控制原理，卸载后其电机仍处于运行状态，既浪费电能又增加机械设备的磨损。
同时，一般空压机电机功率都较大，多采用星-三角启动方式启动，这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，加载和卸载的瞬时对设备机械造成较大冲击；不但造成电压波动，影响到其他用电设备的运行安全，而且输出压力靠卸载阀来调节，其调节速度慢，波动大，精度低，也会使压缩气源有较大的波动；同时空压机的启动电流高达5～8倍额定电流，频繁的加、卸载还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限。
如何使设备能运行在更好的状态并保证气源符合生产需要，是我们要考虑解决的问题。
1 螺杆空压机节能改造的可行性螺杆空压机包括压缩机（主机）、电动机、气路系统、油路系统、电气控制调节系统及安全保护系统（原理如图1）。
其电气控制系统普遍采用后端管道上安装的压力传感器来控制空气压缩机的运行。
空压机启动时，加载阀处于不工作状态，空压机头进气口关闭，电机空载启动。
电动机正常运行后，在低于下限设定压力时，加载阀工作，大量空气通过空滤进入主机内，压缩机开始负载工作。
当气压达到卸载压力时，此时加载阀关闭，隔断空气进入主机，压缩机处于卸载状态运行，但此时电动机仍处于运行状态，此时功耗约占满载时的30%～50%。
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汇川高压变频器在螺杆式空压机上的应用案例
空压机简介：
空压机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。
空压机常见类型分为容积式和动力式，此次改造的螺杆式空压机就是容积式空压机中的一种。
一、现场概况
客户是一家实际生产能力60万吨/年的煤矿企业。
现采用两台高压空压机作为井下气动工具的气源装置，由于电网容量相对较小，无法直接工频启动，再加上空压机自身会有大量能量的浪费，客户最终决定选择汇川HD90高压变频器对空压机进行变频改造。
空压机相关参数如下：
1、空压机型号：SWT-250W
2、排气量：40m³/min
3、额定功率：250kW
4、额定电压：10000V
5、额定电流：21.8A
6、额定转速：1485rpm
7、额定频率：50Hz
二、改造前方案
高压空压机通常采用工频启动方式，空压机启/停信号直接控制高压接触器闭合/断开，空压机驱动电机直接工频启动，示意图如下：
空压机在运行过程中，根据压力罐检测到的压力大小，控制阀门进行加载和卸载控制，确保压力罐压力在0.65MPa到0.75MPa之间波动，保证井下拥有足够的气源；在采用工频方式启动时，主要有以下缺点：
1、启动电流仍然很大，直接影响电网的稳定性与其它用电设备的运行安全；
2、空压机时常出现空载运行，电能浪费严重，处于非经济运行状态；
3、启动时对设备的冲击较大，一些部件的动作频率高（如电磁阀等），导致设备后期维护费用高；
4、工频运行，设备噪音大。
三、汇川技术HD90空压机改造方案
汇川技术根据现场空压机实际情况，为客户提供与电机功率相匹配的高压变频器，型号为HD90-J100/450-DN，变频器采用内置PID调节方式，通过压力罐中检测压力值大小实时调节电机转速，从而达到恒压输出的目的，示意图如下：
图三：汇川HD90变频改造方案示意图
变频器采用远程控制方式，启/停信号由空压机控制给出，变频器的运行信号、故障信号反馈给空压机控制系统，保留了客户原有的操作习惯，极大的方便了客户使用。
四：汇川HD90高压变频器改造优势
1、对电网无冲击：采用变频器进行电机控制，实现了真正的软启动，启动过程无冲击电流；
2、优越的加速性能：高压空压机进行变频改造时，经常面临无法正常启动的现场，报“系统油压力低”等故障，此为工频设计保护功能，需保证变频器在10s内加速到50Hz才能够避免此故障。
汇川变频器采用世界领先的磁链闭环矢量控制技术，具有优异的加减速控制性能，极好的满足了空压机启动对加速性能的要求；
3、控制精度高：空压机类负载等工艺型类负载，控制精度要求比较高，普通的控制方式往往无法很好的满足需求，汇川HD9x高压变频器采用先进的矢量控制方式，使得电机在整个控制过程中具有较高的转速控制精度，从而使得空压机的输出压力更加平稳，压力波动控制在0.02MPa以内；
4、节能：原有的工频控制方式，空压机经常会处于卸载运行，造成能量的极大浪费。
采用变频器实时调节电机转速，实现输出恒压控制，避免了卸载时能量的浪费；
5、维护量减少：采用变频控制电机，电机实现了真正的软启动，启动过程中，对设备无冲击，减少了设备后期的维护量；
五、总结
今年来，世界工业赖以需求的能源日趋减少，能源危机已成为大多数企业的共识，节能降耗也是每一家工业企业都将要面对的现实。
空压机行业属于浪费能源的行业之一，对空压机进行变频改造，不仅具有巨大的节能空间，而且能够实现输出压力的精准控制，达到恒压控制，同时还降低了设备的机械磨损，产生了更多的附带效益。
选自工控论坛
原文地址：/d/201305/500281_1.shtml。