【正文】 臺(tái)“臺(tái)達(dá)牌”VFD300B43A型變頻器。因?yàn)長S10型空壓機(jī)是一種大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載，因此選用加大一級(jí)變頻器(30kW)，變頻器的外部接線如圖5所示。a) 變頻器的主要參數(shù) l輸出:最大適用電機(jī)輸出功率30kW，輸出額定電流60A，~400Hz，過載能力為額定輸出電流的150%，運(yùn)行60s，最大輸出電壓對(duì)應(yīng)輸入電源。 l輸入:3相，380~460V AC，50/60Hz，電壓容許變動(dòng)范圍177。10%，頻率容許變動(dòng)范圍177。5%。輸入電流60A，采用強(qiáng)迫風(fēng)冷。(2) 該變頻器的主要特點(diǎn): a) 采用了新一代電力元件IGBT作為驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的核心元件，應(yīng)用高速微處理器實(shí)現(xiàn)正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)，具有無傳感器矢量控制及電壓/頻率(V/f)控制。 b) 配有RS485接口，可與計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)，構(gòu)成計(jì)算機(jī)監(jiān)控、群控系統(tǒng)。 c) 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。 e) 禁止電機(jī)反轉(zhuǎn)。 d) 自動(dòng)調(diào)整加減速時(shí)間。 f) 帶過載(過熱保護(hù))。(2) PID智能控制器 蘭利牌PID智能控制器一個(gè)，型號(hào):AL808，單路輸入、輸出，輸出為4~20mA模擬信號(hào)，%，廠家:深圳市亞特克電子有限公司。(3) 壓力變送器 壓力變送器一個(gè)型號(hào):DG1300BZA22，量程:0~1Mpa，輸出4~20mA的模擬信號(hào)。%FS。廠家:廣州森納士壓力儀器有限公司。 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試圖3 空壓機(jī)電控原理圖圖4 控制系統(tǒng)接線圖(1) 安裝 控制柜安裝在空壓機(jī)房內(nèi)，與原控制柜分離，但與壓縮機(jī)之間的主配線不要超過30m。控制回路的配線采用屏蔽雙絞線，雙絞線的節(jié)距在15m以下。另外控制柜上裝有換氣裝置，變頻器接地端子按規(guī)定不與動(dòng)力接地混用，以上措施增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。(2) 調(diào)試 a)變頻器功能設(shè)定0009設(shè)定為00(V/f電壓頻率控制)0100最大操作頻率:設(shè)定為50Hz(對(duì)應(yīng)最大電壓380V)0101最大頻率:設(shè)定為50Hz(等于電機(jī)額定頻率)0107上限頻率:設(shè)定為48Hz0108下限頻率:設(shè)定為40Hz0109第一加速時(shí)間:設(shè)定為10S0110第一減速時(shí)間:設(shè)定為10S0200設(shè)定為02，即由外部4~20mA輸入(ACI)0201設(shè)定為01:運(yùn)行指令由外部端子控制0202設(shè)定為00(以減速制動(dòng)方式停止)0204設(shè)定為01:禁止反轉(zhuǎn) 0207設(shè)定為00:ACI斷線時(shí)減速至0Hz0604設(shè)定為:150%(過載保護(hù))，其它功能遵照變頻器出廠設(shè)定值。 b) PID參數(shù)的整定 由于用于控制變頻器，根據(jù)在不允許輸出信號(hào)頻繁變化的應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)選擇PI調(diào)節(jié)方式原則，因此只能采用PI調(diào)節(jié)方式，以減少對(duì)變頻器的沖擊。 在對(duì)PID進(jìn)行參數(shù)整定的過程中，我們首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法，將比例帶設(shè)定在70%，積分時(shí)間常數(shù)設(shè)定在60s。為不影響生產(chǎn)，我們采取改變給定值的方法使壓力給定值有個(gè)突變(相當(dāng)于一個(gè)階躍信號(hào))，然后觀察其響應(yīng)過程(即壓力變化過程)。經(jīng)過多次調(diào)整，在比例帶P=40%，積分時(shí)間常數(shù)Ti=12s時(shí)，我們觀察到壓力的響應(yīng)過程較為理想。壓力在給定值改變5min左右(約一個(gè)多周期)后，振幅在極小的范圍內(nèi)波動(dòng)，對(duì)擾動(dòng)反應(yīng)達(dá)到了預(yù)期的效果。(3) 調(diào)試中其他事項(xiàng) 從圖4可以看出，整套改造裝置并不改變空壓機(jī)原有控制原理，也就是說原空壓機(jī)系統(tǒng)保護(hù)裝置依然有效。并且工頻/變頻切換采用了電氣及機(jī)械雙重聯(lián)鎖，從而大大的提高了系統(tǒng)的安全、可靠性。我們?cè)谡{(diào)試過程中，將下限頻率調(diào)至40Hz，然后用紅外線測(cè)溫儀對(duì)空壓機(jī)電機(jī)的溫升及管路的油溫進(jìn)行了長時(shí)間、嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，電機(jī)溫升約3~6℃之間，屬正常溫升范圍，油溫基本無變化(以上數(shù)據(jù)均為以原有工頻運(yùn)行時(shí)相比較)。所以40Hz下限頻率運(yùn)行對(duì)空壓機(jī)機(jī)組的工作并無多大的影響。圖5 變頻器的外部接線圖6 結(jié)束語 經(jīng)過一系列的反復(fù)調(diào)整，~，供氣質(zhì)量得到提高。改造后空壓機(jī)的運(yùn)行安全、可靠，同時(shí)達(dá)到了水廠用氣的工藝要求。十一 多臺(tái)空壓機(jī)連鎖控制的目的及發(fā)展趨勢(shì)一個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)使用多臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)是相當(dāng)普遍的配置，但是使用多臺(tái)空壓機(jī)的壓縮空氣系統(tǒng)仍然會(huì)面臨以下的困擾及風(fēng)險(xiǎn)：－－－用氣量不穩(wěn)定，增加一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可能造成能源的浪費(fèi)，減少一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)又可能使風(fēng)量不敷使用及壓力下降；使用人工來照顧開停機(jī)又嫌浪費(fèi)人力，同時(shí)還是有反應(yīng)不及的可能性發(fā)生。－－－異常造成停機(jī)的現(xiàn)象是非常難以預(yù)期的，更難掌握備機(jī)能夠?qū)崟r(shí)的投入運(yùn)轉(zhuǎn)。－－－既不希望運(yùn)轉(zhuǎn)中的空壓機(jī)同時(shí)泄載又期望每一臺(tái)空壓機(jī)的負(fù)荷量能夠平均，兩者確實(shí)很難兼顧。－－－用氣量的波動(dòng)極難掌握，又不希望頻頻的開關(guān)機(jī)。停機(jī)后在轉(zhuǎn)動(dòng)尚未完全靜止之前又立刻再起動(dòng)，還可能造成機(jī)械上的問題。一切都自動(dòng)化當(dāng)然是很理想的境界，如果能徹底的消除以上的困擾，則更為理想，但是事實(shí)與理想往往有相當(dāng)?shù)木嚯x；茲將兩種具代表性的連鎖控制分別闡述如下：早期的多臺(tái)連鎖控制是將每一臺(tái)空壓機(jī)分別加裝一組壓力開關(guān)PS2（有別于控制負(fù)載／卸載的壓力開關(guān)PS1），以及起動(dòng)與停機(jī)回路相并聯(lián)與串聯(lián)，這也是最簡單的一種連鎖控制方法。當(dāng)系統(tǒng)壓力持續(xù)下降到PS2的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，代表運(yùn)轉(zhuǎn)中的空壓機(jī)供氣不足（此設(shè)定點(diǎn)要低于PS1的下限設(shè)定點(diǎn)），備機(jī)要自動(dòng)的起動(dòng)及負(fù)載。當(dāng)系統(tǒng)壓力開始上升并觸及PS1的上限設(shè)定點(diǎn)時(shí)，備載機(jī)組會(huì)自動(dòng)的卸載并立即作動(dòng)一個(gè)延遲繼電器。在延遲繼電器完成計(jì)時(shí)之前，如果仍然沒有負(fù)載時(shí)則會(huì)自動(dòng)的停機(jī)，停機(jī)后的另一個(gè)延遲繼電器沒有完成計(jì)時(shí)之前不能再起動(dòng)。此外，在設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)上還得考慮異常停機(jī)不能再起動(dòng)以及控制系統(tǒng)在正常停機(jī)后自動(dòng)復(fù)歸 (Auto Reset)的功能。／停機(jī)的順序如下(P1h2代表２號(hào)空壓機(jī)的上限／卸載壓力，P112代表2號(hào)空壓機(jī)的下限／負(fù)載設(shè)定壓力，P23代表３號(hào)空壓機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)壓力，依此類推）：，明顯的看出系統(tǒng)壓力呈階梯狀，為了顧及最后一臺(tái)空壓機(jī)的起動(dòng)壓力不得低于系統(tǒng)壓力的允許下限以及自動(dòng)起動(dòng)／停機(jī)順序的間隔而不得不提高１號(hào)空壓機(jī)的壓力設(shè)定。如果每個(gè)壓差間距為5PSI，上下限之間的差距在使用四臺(tái)空壓機(jī)的系統(tǒng)中就可能高達(dá)30PSI，能源的浪費(fèi)當(dāng)然會(huì)相當(dāng)可觀。在大部份的壓縮空氣系統(tǒng)中很少有像上述的特殊案例，用氣量的波動(dòng)高達(dá)70～80％或以上。因此，可以將上述設(shè)計(jì)予以修改為自動(dòng)／手動(dòng)起動(dòng)的可選擇模式，部份的空壓機(jī)以人工起動(dòng)／停機(jī)，而另外一部份空壓機(jī)則處于自動(dòng)起動(dòng)／停機(jī)的狀態(tài)，如此可以大幅度的降低上下限壓力的差距，也更適用于超過四臺(tái)空壓機(jī)以上的系統(tǒng)。由于電子科技的日新月異，傳統(tǒng)的控制盤已逐漸的被微電腦(Microprocessor)所取代。程序化的控制不僅讓操作、故障檢修等工作更簡易而且其擴(kuò)充功能的能力也更強(qiáng)，還可以藉助個(gè)人計(jì)算機(jī)、可程控器 (PLC)來執(zhí)行多臺(tái)空壓機(jī)的連鎖自動(dòng)控制。而各廠商的設(shè)計(jì)不盡相同，很難逐一剖析其差異性，一般而言設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)不外乎：(一). 自動(dòng)起動(dòng)／停機(jī)及負(fù)載／卸載的功能。(二). 起動(dòng)／停機(jī)的順序定期的自動(dòng)更替。(三). 可選擇先起動(dòng)后停機(jī)或先起動(dòng)先停機(jī)的方式讓各臺(tái)空壓機(jī)勞逸均衡。(四). 依需要可選擇冷機(jī)狀態(tài)或暖機(jī)狀態(tài)（潤滑油泵、冷卻水或其它附屬配備均已在運(yùn)轉(zhuǎn)中）時(shí)的自動(dòng)起動(dòng)。(五). 無論使用多少臺(tái)的空壓機(jī)都能自動(dòng)的保持兩個(gè)壓差間距，而能讓所有的空壓機(jī)逐一的投入運(yùn)行。(六). 具有節(jié)流特性的空壓機(jī)可以使用每一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)中的空壓機(jī)同步節(jié)流，無形中讓總節(jié)流范圍因而擴(kuò)大數(shù)倍。(七). 以上自動(dòng)控制所需要的設(shè)定都可以在控制室中由操作員以鍵盤鍵入的方式更改，讓極難掌握的耗氣波動(dòng)變化得以較容易的克服其困難度。(八). 可以從控制室中輔以人工遙控起動(dòng)／停機(jī)、負(fù)載／卸載及更改控制方式。十二 變頻空壓機(jī)耗電情況省電(37kw為例) ：生產(chǎn)上不管用氣多少，普通螺桿機(jī)從上班到下班一直如此，雖然氣壓打滿后機(jī)組會(huì)卸載空運(yùn)行，但卸載空運(yùn)行時(shí)機(jī)組在消耗45％的空載損耗。一般情況平均卸載時(shí) 間約占總運(yùn)行時(shí)間的30％，那么一臺(tái)37KW的普通空壓機(jī)會(huì)因此浪費(fèi)28000元／年的電費(fèi)。也就是說：變頻空壓機(jī)不存在卸載，因此也不存在空載浪費(fèi)。用不完浪費(fèi)計(jì)算法30%卸載時(shí)間X（卸載時(shí)間的損耗37KW X 45%空載電流）X 8000小時(shí)/年 X （一般情況下空壓機(jī)的實(shí)際用氣量會(huì)小于機(jī)組的額定產(chǎn)量，有的是因?yàn)橘徺I時(shí)考慮的余量，有的是因?yàn)榫植繒r(shí)間只用一部分的氣，有的是因?yàn)樯a(chǎn)上淡旺季的問題等等，這樣的狀況會(huì)多供少用屬于“用不完”。)：“高 壓低用”這也很浪費(fèi)，就像“用不完”一樣。普通螺桿機(jī)始終68公斤頻繁加卸載工作，實(shí)際也就只用了6公斤，那么多山來的2公斤頻繁爬升會(huì)讓機(jī)組多消耗 14％（每爬升l公斤多耗7％的電流)。按頻繁爬升時(shí)間累計(jì)是70％，這樣一臺(tái)37KW的普通空壓機(jī)會(huì)因70％的頻繁加載多浪費(fèi)20300元／年。同樣如 果是變頻空壓機(jī)它始終保持6公斤不變的供氣，那么也就不存在這2公斤的爬升損耗了。爬升浪費(fèi)計(jì)算法70%卸載時(shí)間X（卸載時(shí)因2公斤爬升37KW X 14%）X 8000小時(shí)/年 X 十二 冷凍式干燥機(jī)常見故障排除指南：干燥機(jī)不運(yùn)行 壓縮機(jī)線路斷開 保險(xiǎn)絲燒斷 熱繼電器動(dòng)作 高壓開關(guān)動(dòng)作 壓縮機(jī)堵轉(zhuǎn) 線路虛接或松動(dòng) ：干燥機(jī)起動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)即停止環(huán)境溫度過高冷凝器堵塞 ?壓縮機(jī)過載 缺少制冷劑 低壓太低 進(jìn)氣量過大 壓縮機(jī)卡死 ：壓縮機(jī)不啟動(dòng) 接線不正確 電壓過低 啟動(dòng)電容器損壞 繼電器或接觸器不閉合 啟動(dòng)繞組開路 缺相：壓縮機(jī)因過載保護(hù)動(dòng)作而反復(fù)啟停 低電壓或三相不平衡 過載保護(hù)器上接有其它電氣設(shè)備 ?過載保護(hù)器失靈 運(yùn)轉(zhuǎn)電容器太小 ?排氣壓力過高 繞組間短路 熱繼電器觸點(diǎn)粘牢：繼電器燒壞 電壓過高或過低運(yùn)行電容器不正確 反復(fù)啟停(參照2和3) 繼電器規(guī)格不符 安裝座不正確：電容器燒壞 規(guī)格不匹配電壓過高：排氣壓力過高 制冷劑量過多 制冷系統(tǒng)中有空氣 冷凝器臟 環(huán)境溫度太高 風(fēng)扇壓力開關(guān)有故障 風(fēng)扇電機(jī)故障 風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向不正確 冷卻水流量調(diào)節(jié)閥故障：排氣壓力太低 制冷劑量太少 風(fēng)扇壓力開關(guān)故障29 / 29