传统的空气压缩机采用进气阀开/关控制方式，当压力达到上限时阀门关闭，压缩机进入轻载运行；当压力达到下限时阀门开启，压缩机进入满载运行。这种控制方式使工期压力波动较大。由于电动机的设计容量一般偏大，且往往是常年连续运行，能源浪费巨大。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。用它控制空气压缩机，能十分方便地改变压缩机的转速，调节供气量，方便地改变压缩机的转速，使系统压力始终维持在理想的数值上，达到恒压供气的目的。
　　控制原理
　　空压机变频调速装置是利用电动机拖动空气压缩机旋转，使之产生压缩空气，并存储于储气罐中。储气罐内的压力为被控量，压力变送器将储气罐的压力变换成电信号送给变频器PD单元，与压力给定值进行比较。
　　PD功能单元根据比较所得的偏差大小和方向按预定的PD运算规律产生控制信号改变变频器的输出，从而改变电动机的转速，使储气罐内的实际压力始终维持在额定数值上。同时设置工频电源电路，使空气压缩机在变频器出现故障时不会长时间停机，并利用变频器工频进行切换控制功能，进一步提高电机的运行效率。下面陕西维尔泰克压缩机有限公司就用户关心的这些问题，简单介绍一下关于空气压缩机变频器的选择与安装。

　　设备简介
　　1、变频器选择
　　本装置所采用的变频器为三菱FR-A540系列通用变频器。该变频器为可信度很高的产品，使用方便，操作、维护简单。可根据设备的转矩特性设定最合适的V/F曲线，具有丰富的PD功能，具有良好的瞬间停电再启动功能，频率跳变功能和工频切换顺序控制功能以及完善的安保功能。
　　变频器的容量与电动机容量相同，如20kW电动机配用FR-A480-20K-CHT变频器。变频器运行控制方式采用V/F控制方式，因为压缩机对各种参数的控制精度要求不高，无须采用矢量控制。同时采用变频调速的目的是轻载时提高电动机的效率实现节能，而变频器的节能功能在V/F控制方式下xxx。
　　2 、压力变送器
　　压力变送器采用HAKK-3851GP/SP微差压变送器，其传送采用4～20mA二进制信号，量程范围0～1.5kPa。该仪表具有高精度、高稳定性同时价格低廉、安装起来极为方便。
　　系统配置与变频器功能设置
　　1 、配置原理
　　主电路有断路器QF、接触器MC1、MC2及热继电器FR构成。三相电源通过断路器QF引入；接触器MC1用于将电源接至变频器的输入端， MC2用于将工频电源直接接至电动机；热继电器FR用于对电动机进行过载保护。
　　用MRC、CS、STF的ON/OFF确定变频器工作状态，分别接入QS1、继电器KA0常闭触头和开关QS2。端子RT（X14）接入继电器KA3触头，其信号置于“ON”时，变频器进行PD控制。IPF、OL、FU为主机及电极开路输出端子，用于工频运行切换功能，允许负载为DC 24V、0.1A，采用线圈电压为24V的继电器KA1、KA2分别控制交流接触器MC1、MC2，并加保护二极管。当接触器MC2吸合时，电机在工频下运行。工频切换时，MC1先断开，使电动机脱离变频器，经适当延时后MC2吸合，将电动机接至工频电源。
　　按下按钮SB1，接触器MC1吸合，和上开关QS1、QS2，变频器启动，电动机开始运行。A1、B1、C1为异常输出端子，当变频器发生故障时，A1-C1间导通，蜂鸣器HA与信号灯HL发出声光报警；同时继电器KA0常闭触头断开，使CS信号置于“OFF” ，从而切换为工频运行，操作人员可用按钮SB0解除报警信号，并对变频器进行检修。
　　2、 PD作用设置
　　PD控制的目的是要取得较好的静态与动态控制指标，当比例增益很大时，会发生调节过头又反向调节导致振荡。为防止超调、避免振荡，适当减小比例增益增，能有效xx偏差。对于容易振荡的系统，比例增益只能设定的小一些，这又会发生当用气量急剧变化时，被控量难以迅速恢复的情况，微分控制能根据偏差变化的趋势迅速做作出反应，提前给出一个相应的调节动作。空气压缩机系统对过渡过程时间要求不高，故用PD调节方式，以减少对变频器的冲击。
　　3、 变频器功能设置
　　变频器的功能设置如下：
　　1）上、下限频率。转速超过额定转速，电动机的输出功率将超过其额定容量，因此，上限频率一般不宜超过额定频率（50Hz）；如转速过低，使压缩机的工作稳定性变差、机械性能变差。因此，下限频率一般不宜低于额定的80%（40Hz）。所以，设Pr1=50Hz，Pr2=40Hz。
　　2）加、减速时间。由于空气压缩机不经常启动，且对升、降速时间无特别要求，所以升、降速时间可适当地选长一点，如设Pr7=20s、Pr8=25s。
　　3）升、降速方式。希望开始启动时频率上升的很快一些，以利于迅速启动起来，达到一定转速后，因压缩机已经有相当的压力，频率的上升速度宜减缓；降速过程则相反，开始时频率应降得慢一些，当速度已经下降到一定程度后可加快降速。由于压缩机非经常启动、停止，可设Pr29=4、2或0，即选择S字加减速C，或S字加减速B和直线加减速方式，一般能满足要求。
　　4）使用V/F样式。空气压缩机属于恒转矩负荷，设Pr14=0。
　　5）运行模式。设Pr79=2，使变频器工作固定为外部运行模式。
　　6）PD控制。设Pr128=20，将PD动作选择在负作用功能上。并设定Pr127=某一频率（如45Hz），使电动机的启动运行在到达此频率前为通常运行模式。
　　4、系统优点
　　通过上述配置与变频器功能设置，本系统具有如下优点：
　　1）采用变频器控制，大大提高了电动机轻载时的效率，实现节能。通过变频器实现无极调速，实现了电动机的软启动、软停车，使系统的控制精度高、动态性能好。这样也大大减少了电动机机械的冲击，从而改善了运行性能。
　　2）利用变频器内置工频/变频运行切换控制功能，实现工频运行与变频运行的自动切换。一方面在变频器出现故障时工频电源直接供电，保证空气压缩机能照常工作；另一方面，电机在50Hz的频率下运行时，以工频电源运行效率更高，在50Hz运行情况由变频运行自动切换到工频运行并根据生产工艺要求等实际情况设定一个范围，进一步提高系统的效率。
　　3）外围电路简单，变频器功能设置合理，系统操作简便。包括系统的启动与停止、频率跳变、瞬时停电再启动、工频/变频切换、参数设置与修改以及目标值预置与传感器输出的校正等。如通过Pr127设置PD控制自动切换频率，电动机启动时以通常运行模式启动，等到达到频率后转为PD控制运行，这样还能避免PD控制启动过程因“积分饱和”出现问题。
　　陕西维尔泰克压缩机公司友情提示您：在安装与使用中需要注意以下几个方面的问题。
　　1、安装
　　1）变频器安装时须注意周围环境温度；变频器和电机、接地点应尽量靠近变频器，接地电缆符合标准要求；作为防止变频器动力线的感应噪声的措施，所采用的接地线建议在配线时返回至变频器的接地端子处进行配线；作为高谐波一直对策、功率因数改善和大容量电源（如1000kVA以上）下，变频器输入侧接电抗器；输出侧不要连接电力电容器、过电压吸收器和无线电噪声滤波器。
　　2）布线时，总线长度不要超过规定要求。变频器与电机间的接线距离较长时，特别使低频率输出情况下，会导致由于主电路电缆的电压下降致使电机转矩下降，应使用适当型号和规格的电线接线。控制回路部分的接线应使用屏蔽线和双绞线，节点输入时微小信号接点应使用两个并联的接点。
　　2、调试
　　1）在接通电源之前充分确认变频器输出侧的对地绝缘、相间绝缘；准确预置目标值十分重要，由外接电位器进行预置，调整起来比较方便；若运行一次后想改变接线，要注意防备电容上的高电压。
　　2）在完成变频器功能设置及空载运行试验后，可进行系统联动调试，包括工频运行和变频运行，变频运行的调试又包括开环调试和闭环调试。
　　总结
　　与传统控制方式相比，用变频器控制可大大提高轻载运行时的工作效率、保持参数的稳定，还能通过变频器实现电动机的软气动、软停车，从而取得节约能源、降低运行成本和改善空气压缩机运行性能的良好效果。变频器应用于空气压缩机恒压供气控制中，能很好地满足控制工艺要求，并具有许多传统控制方式不可比拟的优点。本文介绍了控制系统的组成和工作原理，从应用实际出发，对系统配置与变频器功能设置及使用的关键性问题进行了研究，对变频器的功能应用相对于通常设置进行了扩充和改进，取得了很好的应用效果。

参考资料：

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