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變頻器矢量控制技術(shù)是將電動(dòng)機(jī)定子電流分解為正交的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流兩個(gè)分量，分別進(jìn)行控制。使電機(jī)在低頻（0.5HZ）時(shí)，也能保證150%的輸出扭矩。從而使空壓機(jī)能夠完成休眠、帶載直接啟動(dòng)等等功能。由于采用了矢量變頻技術(shù)，使電機(jī)電流使用率大幅提高，實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能。
圖1 工頻、變頻控制電流特性對(duì)比
如下圖所示，工頻機(jī)組是通過(guò)設(shè)定“工作壓力上限”和“工作壓力下限”，排氣壓力在工作壓力上限和下限之間不停的浮動(dòng)。而變頻機(jī)組則可以根據(jù)實(shí)際的用氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;并采用了先進(jìn)的PI調(diào)節(jié)算法,使排氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力±0.02Mpa的位置。
例如：假設(shè)實(shí)際用氣壓力為7Bar，工頻機(jī)組設(shè)定“工作壓力上限”和“工作壓力下限”分別為6bar和8bar。壓力就在8bar和6bar之間浮動(dòng)，而電磁閥在8bar時(shí)卸載，6bar時(shí)加載，2bar壓差就帶來(lái)了高負(fù)荷電流損耗。圖中陰影部分即為節(jié)省的能耗。
圖2 變頻、工頻控制氣壓對(duì)比圖
矢量變頻空壓機(jī)采用矢量變頻節(jié)能技術(shù)，具體原理參見(jiàn)變頻空壓機(jī)節(jié)能原理一節(jié)。
02.
普通空壓機(jī)，通過(guò)設(shè)定“工作壓力上限”和“工作壓力下限”將氣壓穩(wěn)定在一定的范圍，這就導(dǎo)致氣壓必定是不穩(wěn)定的，而且有很大的浪費(fèi)，降低生產(chǎn)效率，嚴(yán)重的會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量。
而矢量變頻空壓機(jī)通過(guò)內(nèi)部PI調(diào)節(jié)，可以產(chǎn)生恒定氣壓。矢量變頻器的高速響應(yīng)對(duì)用氣突變的應(yīng)用場(chǎng)所特別的適合，如工業(yè)控制用汽缸/襪機(jī)等等。
變頻空壓機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行平穩(wěn)，沒(méi)有普通螺桿機(jī)的頻繁加卸載聲。如果采用雙變頻控制（主電機(jī)、風(fēng)機(jī)雙變頻），則效果更好，而且空壓機(jī)排氣溫度可以控制在±2度以內(nèi)，避免散熱器結(jié)露。
04.對(duì)電網(wǎng)沖擊小（自發(fā)電用戶裝機(jī)容量小）
變頻空壓機(jī)啟動(dòng)電流小，電磁閥加載、卸載時(shí)電流平穩(wěn)升降，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，因此配電容量也比非變頻空壓機(jī)的要小。
變頻空壓機(jī)減少了電磁閥的頻繁加載、卸載，提高電磁閥的使用壽命，避免長(zhǎng)期高速運(yùn)行對(duì)機(jī)組的損耗。而且電磁閥在初次上電后，幾乎不再動(dòng)作，既延長(zhǎng)使用壽命，也延長(zhǎng)了它的維護(hù)周期，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
在用氣量很小，或是不用氣的情況下，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能。在休眠中，實(shí)際壓力達(dá)到休眠喚醒壓力時(shí)，變頻器高速響應(yīng)，立即啟動(dòng)。休眠功能有效時(shí)，變頻器必須工作在矢量模式。
舉例一臺(tái)55KW的普通機(jī)組，平均產(chǎn)氣只占額定排氣量的70%，一年運(yùn)行8000小時(shí)，電費(fèi)0.7元/度，與變頻機(jī)組相比，普通機(jī)組將產(chǎn)生兩個(gè)損耗：
A、空載損耗 B、壓差損耗
其中：
30%卸載時(shí)間×卸載時(shí)所產(chǎn)生的空載電流損耗（45%×55KW/小時(shí)）×8000小時(shí)/年×0.7元/度=41580元/年
B、壓差損耗：
70%加載時(shí)間×高出2bar壓差所帶來(lái)的損耗（14%×55KW/小時(shí)）×8000小時(shí)/年×0.7元/度=30184元/年
綜上所述，變頻機(jī)組交普通機(jī)組節(jié)能：41580+30184=71764元/年
按照上述方法計(jì)算得到各種功率變頻機(jī)組每年省電金額：
01.
將變頻器串接在原來(lái)星三角轉(zhuǎn)換完成后的主回路中：常規(guī)的星三角轉(zhuǎn)換示意圖：（KM1主接觸器；KM2-△接觸器；KM3-星型接觸器）
對(duì)應(yīng)空壓機(jī)主回路端子排更改接線：
原電柜說(shuō)明：
02
控制回路更改
變頻器運(yùn)行信號(hào)，由Y-△轉(zhuǎn)換完成后KM2輔助觸點(diǎn)控制，運(yùn)行信號(hào)；
壓力傳感器，考慮不在機(jī)頭上鉆氣孔，在出氣管附近安裝進(jìn)氣管內(nèi)，檢測(cè)出氣壓力。
運(yùn)行中，通過(guò)壓力傳感器反饋實(shí)時(shí)輸出壓力，進(jìn)行PID功能控制；FA-01為對(duì)應(yīng)設(shè)定目標(biāo)壓力值，設(shè)定4~10V對(duì)應(yīng)實(shí)際反饋的4~20mA壓力傳感器反饋數(shù)值。變頻器故障信號(hào)有TA-TB常閉端子串接入系統(tǒng)急停控制回路中。
備具：+24接壓力傳感器的正極；AI2接負(fù)極，GND與COM短接
五、改造涉及的部分
●變頻器一臺(tái)，電機(jī)為220KW，需要選用250KW重載機(jī)型變頻器一臺(tái)選擇匯川MD500T250G
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