四方C320K空壓機專用變頻器應用方案

一、引言
       空壓機是一種壓縮空氣以提高氣壓的發生裝置，是僅次于電力的第二動力源，廣泛的用于驅動各種風動機械、風動工具，在冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等行業有廣泛的應用，是許多工藝流程中的關鍵設備。
傳統的螺桿式空壓機存在一些明顯的技術弱點：如供氣量無法連續調節，氣壓容易產生大幅的波動；卸載時嚴重浪費能源；頻繁的啟停，影響電機的使用壽命，設備維護量大等等。
近年來，通過變頻調速技術改變空壓機電機的轉速，而且空壓機的供氣流量隨著用氣流量的改變自行調節，達到真正的供需平衡，在節能的同時，也可使整個系統達到最佳工作效率，變頻螺桿式空壓機成為空壓機市場的發展趨勢。

二、變頻螺桿空壓機的優勢分析
       螺桿空壓機的工作原理：由一對相互平行嚙合的陰陽轉子在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，從而實現空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。陰轉子的槽及陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。
       但是，傳統的螺桿式空壓機存在一些明顯的技術弱點：
（1）啟動電流沖擊大
       傳統的空壓機主電機采用Y-△減壓起動，起動電流約為額定電流3倍，仍然很大，對電網沖擊大，易造成電網不穩以及威脅其它用電設備的運行安全。
變頻器可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；電機實現軟啟停，避免沖擊電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命；
（2）加、卸載調節供氣的控制方式嚴重浪費能源
       傳統的控制方式，空壓機在加載時：從設定壓力到卸載壓力的加壓過程中，電能白白浪費掉，而經過減壓閥減壓的過程，也是在浪費能量；空壓機卸載時：關閉電磁閥使電機一直在空轉，這種調整方法同樣是極大的能力浪費，卸載時的功耗約占滿載的20%~40%。
       在變頻控制方式下，變頻驅動系統通過控制電機轉速來控制氣壓，使輸出壓力始終維持在設定壓力，輸出壓力保持恒定，避免頻繁加卸載導致的電能浪費。
       空壓機屬于恒轉矩負載，單就輸出功率而言，采用變頻調速節能效果遠不如風機泵類二次方負載顯著。但空壓機大多處于長時間連續運行狀態，由于設計時都是按最大需求來選擇排氣量的，而實際工作中，空壓機經常會運行在非滿載狀態，非滿載運行過程有著巨大的節能空間。
（3）供氣壓力穩定性差，生產工藝難保證
       在產品生產環節，氣壓的穩定性對產品質量的影響是很大的，用戶對供氣壓力精度都有一定要求，傳統的空壓機為避免氣壓不足，供氣壓力較要求值要偏高一些，但這樣會使成本高、能耗大，同時頻繁的加卸載也很難保證氣壓精度；
變頻器可以閉環實時監測供氣管路中氣體的壓力，PID調節器比較當前壓力與設定壓力差值比較，保證輸出壓力始終維持在設 定壓力，輸出壓力保持恒定，提高生產效率和產品工藝質量。三、C320K與普樂特控制器變頻方案介紹
C320K系列變頻器，是四方電氣技術有限公司在C320矢量型變頻器基礎上，改進完善了硬件和軟件設計，集成了多項空壓機控制和應用專用功能，內置標準的MODBUS-RTU通信協議，可配合普樂特控制器組成螺桿空壓機變頻控制系統。
方案配置：C320K變頻器，普樂特MAM660VF3普樂特一體控制器（配CT相序檢測傳感器一套），NDK(BK)-150VA變壓器（輸入380V，輸出220V、20V），其他元氣輔件和線材請參考下面配線圖。

四、安裝調試指導
1. 變頻器與MAM660VF3控制器的接線：

FWD、CM接22、23號              端子CC、GND接5、6號端子

RS+、RS-接3、4號                   端子TA、TB接 6、9端子

2. 普樂特控制器設置
進入廠家參數，設置變頻器型號（普樂特控制器的文本部分，廠家參數選擇“SUNFAST”；
3. 變頻器參數設置
F0.1=6（外部電流信號）;                             F0.4=0001（外部電子啟動）；                                          

F0.7= 下限頻率;                                              F1.18=電機轉速（大多為2極電機）                                                                             F9.0=0104;                                                      F9.1=1；                                    F9.3=0001.從機
4. 常見故障的處理
“溫度傳感器失靈”   --檢查線路和PT100
“壓力傳感器失靈”   --檢查線路和壓力變送器
“相序錯”           --相序接反或斷相，檢查線路
“排氣溫高”         --檢查通風，潤滑油等
5. 調試步驟
       控制器上電5秒自檢，按啟動鍵不能啟動空壓機，自檢結束后按啟動鍵，主機開始啟動。主機啟動過程為：22、23號端子閉合，給變頻器啟動信號；25號端子閉合，輸出空壓機啟動指示信號，5、6號端子輸出4~20mA電流給變頻器，控制其輸出頻率，電機開始運轉。
       啟動后控制器根據檢測壓力與設定的變頻工作壓力進行PID運算，輸出4~20mA電流，調節電機轉速，自動平衡供氣壓力，實現恒壓供氣。

五、小結
       變頻螺桿空壓機市場正在不斷擴大，到2015年，我國的空壓機市場容量將超過300億元，國內的變頻螺桿機正在經歷普及的過程，變頻螺桿機雖然初始投資大，但是回報率高。隨著政府的節能減排力度的加大，客戶節能意識的提高，可以預見，變頻螺桿機的成長性高、未來市場容量龐大。