1 空壓機(jī)變頻改造需求及技術(shù)分析

　　該礦業(yè)公司井下工藝段原有三臺132KW的空氣壓縮 機(jī)，采用星三角(Δ-Y)降壓啟動方式。然而，這一方式存 在以下問題：

　　·加載和卸載頻繁，導(dǎo)致壓力波動對管網(wǎng)沖擊大，噪音大; · 卸載閥開啟造成資源浪費(fèi);

　　· 系統(tǒng)為開環(huán)控制，無法保證供氣壓力精度; · 啟動電流大，對電網(wǎng)造成沖擊;

　　· 隨著井下掘進(jìn)深度的推進(jìn)，末端供電電壓降增大，導(dǎo) 致啟動困難。

　　針對以上問題，客戶希望改善空壓機(jī)啟動困難的問 題，同時保留原有的工頻啟動系統(tǒng)。在變頻檢修時能夠快 速切換，以避免長時間的停機(jī)對設(shè)備運(yùn)行造成影響。

　　2 空壓機(jī)變頻改造技術(shù)方案

　　在保留原有工頻啟動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上——新增變頻系統(tǒng)。 兩者可以切換使用，無需改變原有啟動系統(tǒng)的線路，切換 時只需操作柜門上的手柄，無需拆卸和修改線路，這樣既 實現(xiàn)了變頻節(jié)能改造，又保留了備用系統(tǒng)。

　　在產(chǎn)品選型方面，考慮到井下復(fù)雜的現(xiàn)場工況環(huán)境與 空壓設(shè)備工藝的匹配程度，直接選用了希望森蘭SB70G系 列變頻驅(qū)動設(shè)備。這款設(shè)備具有以下特點：

　　· 集成高精度轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制算法，具有250% 瞬時轉(zhuǎn)矩控制能力;

　　· 過載能力：150%額定電流1分鐘;

　　· 獨創(chuàng)的多模式PLC運(yùn)行功能，特別適合工業(yè)洗滌設(shè) 備、制造設(shè)備應(yīng)用;

　　· 實用的多段速功能：提供編碼、直接、疊加和個數(shù)選 擇方式，特別適合于暖通行業(yè)應(yīng)用;

　　· 強(qiáng)大的過程PID功能：兩套參數(shù)，可根據(jù)運(yùn)行頻率進(jìn) 行參數(shù)過渡;多種修正模式，可滿足多種拉絲機(jī)、紡織、 造紙、印染行業(yè)等張力卷繞、同步控制的需求;具有自由PID功能，可取代外部PID控制器; · 具有強(qiáng)大的用戶可編程模塊;

　　· 豐富的擴(kuò)展選件：編碼器接口板、I/O擴(kuò)展板、可參 數(shù)復(fù)制的操作面板(SB-PU70E)等。

　　在控制器選擇方面，系統(tǒng)直接選用成熟的空壓機(jī)控制 器MAM-6070MSD。其軟件的功能與產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng) 達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)計需求，無需二次開發(fā)。同時森蘭變頻器標(biāo) 準(zhǔn)配置RS485通訊接口，支持ModbusRTU通訊協(xié)議，與 MAM-6070MSD控制器的通訊接口只需要進(jìn)行通訊線纜的連 接，進(jìn)行通訊參數(shù)配置后就可以進(jìn)行高效率的通訊控制了。

　　3 改造后需要注意的問題及采取措施

　　改造后需要注意以下三個問題：電動機(jī)的散熱問題、 空壓機(jī)的潤滑問題和系統(tǒng)壓力設(shè)定問題。針對這些問題， 系統(tǒng)采取了以下措施：

　　· 把系統(tǒng)壓力設(shè)定為0.72MPa，以滿足現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝 要求;

　　· 把變頻器運(yùn)行頻率下限設(shè)定為25HZ，這樣既能滿足空 壓機(jī)散熱和潤滑的需要，又能最大程度地降低電能損耗。

　　4 運(yùn)行效果及節(jié)能分析

　　經(jīng)過技術(shù)改造，空壓機(jī)從工頻降壓啟動改為變頻啟 動，有效減小了啟動過程中的沖擊電流，使得設(shè)備運(yùn)行更 為平穩(wěn)。

　　在空壓機(jī)啟動后，系統(tǒng)會按照預(yù)設(shè)的主機(jī)變頻壓力 0.72MPa進(jìn)行恒壓運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定的卸載壓力 0.75MPa后，系統(tǒng)將自動進(jìn)入卸載模式，確保整個系統(tǒng)的 安全與穩(wěn)定。在主機(jī)0.72MPa的恒壓運(yùn)行狀態(tài)下，如果系 統(tǒng)對氣體的需求減少，變頻器會自動調(diào)整運(yùn)行頻率以降低 能耗。當(dāng)系統(tǒng)頻率降低至下限值25Hz后，設(shè)備將繼續(xù)運(yùn)行 600秒。如果系統(tǒng)壓力仍然保持在0.72MPa，系統(tǒng)將進(jìn)入低 頻過久停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)壓力低于供氣加載壓力0.60MPa 時，系統(tǒng)將自動重新啟動，再次進(jìn)入變頻恒壓運(yùn)行狀態(tài)。 通過這種方式可以看到，變頻運(yùn)行模式相較于傳統(tǒng)的工頻 模式具有更加優(yōu)異的節(jié)能效果;在工頻模式下加載電流約 為220A卸載時運(yùn)行電流約為90A;然而在變頻運(yùn)行模式下 加載電流降低至約130A卸載時電流減少至約50A，這表明 變頻改造后的空壓機(jī)在節(jié)能方面具有顯著的優(yōu)勢。