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(diǎn)，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(gè)的小型空壓機(jī)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(diǎn)。在2002年進(jìn)行了技術(shù)改造，建立了一座空壓機(jī)站，新上2臺(tái)無錫阿特拉斯。科普柯壓縮機(jī)有限公司GAl32-8.5型螺桿式空壓機(jī)。但在實(shí)際運(yùn)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(jìn)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(shí)際運(yùn)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(jì)效益和社會(huì)效益。
2空壓機(jī)改造前的運(yùn)行狀況
設(shè)備改造前，兩臺(tái)空壓機(jī)一用一備，全部工作在工頻狀態(tài)，起動(dòng)方式為星三角降壓起動(dòng)，壓力控制采用兩點(diǎn)式控制（上下限控制），即空壓機(jī)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，空壓機(jī)通過本身的油壓關(guān)閉氣閻，當(dāng)壓力下降到設(shè)定下限時(shí)，空壓機(jī)打開進(jìn)氣閥。由于生產(chǎn)過程中用氣量的變化，空壓機(jī)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(shí)候，有時(shí)還停機(jī)10 min，重新起動(dòng)，對(duì)空壓機(jī)、電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)都有很大的沖擊。并且空壓機(jī)在空載過程中不產(chǎn)生壓縮空氣，電動(dòng)機(jī)處在空載狀態(tài)，白白消耗電能。因此對(duì)其進(jìn)行變頻改造是很有必要的。
3空壓機(jī)變頻改造實(shí)施方案
系統(tǒng)參數(shù)：
空壓機(jī)型號(hào) GAl32-8 5
主電動(dòng)機(jī)型號(hào) YXLA315M-4
額定功率 132 kW
額定電壓 380v
額定電流 250A l 485 r/min
遠(yuǎn)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(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況，我們用一臺(tái)變頻器來控制兩臺(tái)空壓機(jī)，通過電氣控制來轉(zhuǎn)換兩臺(tái)空壓機(jī)的變頻運(yùn)行，這樣當(dāng)一臺(tái)空壓機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，很快轉(zhuǎn)換到另一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行，既不影響生產(chǎn)又節(jié)約了設(shè)備投資。
系統(tǒng)改造時(shí)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(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，利用原工頻系統(tǒng)運(yùn)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(chǔ)氣罐上安裝個(gè)壓力傳感器。將空氣壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為0～5 V的電信號(hào)，反饋到變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將信號(hào)與壓力定值進(jìn)行比較運(yùn)算，然后輸出控制信號(hào)，變頻器再根據(jù)此信號(hào)輸出頻率，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使空氣壓力保持穩(wěn)定，這樣空壓機(jī)始終保持在節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)。
4系統(tǒng)改造時(shí)應(yīng)注意的問題
4．1電動(dòng)機(jī)的散熱問題
由于電動(dòng)機(jī)是靠它自帶的風(fēng)扇進(jìn)行散熱的，在工頻以下運(yùn)行時(shí)會(huì)影響散熱效果。為此，我們經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)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(shí)，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(huì)更明顯。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)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(jì)效益分析
改造前，空壓機(jī)加載運(yùn)行時(shí)運(yùn)行電流240A，運(yùn)行時(shí)間2min，卸載時(shí)運(yùn)行電流110A，運(yùn)行時(shí)間4min。
改造后，空壓機(jī)頻率基本上在30～45Hz，運(yùn)行電流平均120A，無卸載時(shí)問，基本不停機(jī)。
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(jì)算出，改造后每月可節(jié)電
W=15 796 kW?h
每度電按0．58元計(jì)算，每月節(jié)省電費(fèi)9 161 68元。整個(gè)系統(tǒng)改造費(fèi)用9萬元左右，10個(gè)月即可收回投資。
6改造后幾大優(yōu)點(diǎn)
1）節(jié)能降耗。
2）電動(dòng)機(jī)從低速起動(dòng)，沖擊電流小，電動(dòng)機(jī)和空壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。
3）由于變頻器具備較強(qiáng)的保護(hù)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。
