一、引言
傳統的空壓機變頻驅動系統一般由變頻器、空壓機專用控制器、操作面板、變壓器、控制開關和接觸器等構成，在安裝及維護時存在著以下弊端：控制回路接線復雜，安裝費時費力，出現故障也不方便查找原因，而且控制柜的整體美觀性不足。
針對螺桿空壓機專門開發的空壓機變頻控制系統集成普通空壓機PLC控制邏輯，而且還能控制風機變頻的啟停和調速，以確保機頭(油溫)溫度在設定范圍內。同時優化的電源模塊提供AC220V/AC110V和DC24V電源，滿足空壓機系統所需一切電源要求。本文將具體介紹空壓機專用變頻器空壓機成套電控系統在廣州某永磁同步空壓機上的應用。
二、雙變頻永磁同步空壓機系統的特點
空壓機專用變頻器是一款專用產品。變頻器將空壓機原控制系統中的控制器/PLC功能集成到變頻器內，可將控制器/PLC省掉，并且內部集成PT100溫度檢測功能，實現風機變頻控制，保證油溫恒定。與普通異步變頻空壓機競爭產品相比，具有以下產品功能優勢：
l 永磁電機與壓縮機主機采用內嵌式一體軸直連結構，結構更加緊湊，傳動效率100%；
l 沒有電機軸承：帶有永磁體的轉子直接安裝在陽轉子的伸出軸上。這種結構無需使用軸承，從而消除了電機軸承故障點；
l 電機體積小，一般約為普通調頻電機尺寸1/3，便于拆裝；
l 電機轉速低時，永磁電機仍能保持很高的電機效率，與普通調頻主機相比，節能性能更優越；
l 永磁同步電動機（PM電機）采用高性能釹鐵硼永磁體，120℃不失磁，定子線圈采用變頻器專用耐電暈漆包線，絕緣性能卓越，使用壽命更長；
l 同步電動機響應速度快，在排氣響應度上表現卓越；
l 根據排氣溫度，控制風扇轉數，抑制電力浪費，同時因為穩定系統及整體部件的溫度，提高了耐久性，而且，風扇的變頻化，使噪音進一步減小。
三、系統原理及控制實現
3.1 系統框圖
圖1 雙變頻空壓機控制系統框圖
3.2 系統各模塊功能簡介
? 主機變頻：電控系統核心部件，主機驅動機構，并取代PLC/控制器，兼顧所有控
制功能，包括空壓機專用控制/邏輯功能、壓力/溫度信號處理、各類外圍故障處理等。
? 觸摸屏VK070-N0CXR：人機交互界面，具有系統參數配置操作和系統狀態顯示功能。 包括空壓機運行全部參數設置功能、空壓機運行狀態（電流、功耗等）、部件保養/使用時間、空壓機運行歷史曲線等顯示功能。分級密碼操作，安全性好。
? 輔助電源模塊：提供空壓機正常運行所需各類輔助電源，包括電磁閥和接觸器工作所需電源，AC220V/AV110V雙路可選，提供觸摸屏工作所需DC24V電源，提供風機相序檢測和電機溫度顯示（兼容PT100）。
? 風機變頻：散熱風機變頻控制器，主機變頻檢測機頭油溫并通過PID控制確定風機變頻運行轉速，保證機頭油溫恒定，進而保證油路潤滑性最佳。風機的變頻化也使得系統噪音更小，同時兼顧一定的節能效果。
3.3 控制實現
? 主機控制模式：主機的啟停由485通訊控制，頻率給定為PID控制設定，實現壓力閉環控制。
? 加載閥控制：電磁閥控制邏輯由主變頻實現，用于控制進氣閥，由繼電器端子實現
? 散熱風機控制：風機啟停由主變頻通過排氣溫度確定，PID控制調節散熱風機轉速保證油溫恒定，并有效降低系統噪音
? 輔助電源提供：電磁閥和風機接觸器電源由英威騰PP100-01電源模塊提供，AC220V/AC110V雙路電源可選
? 溫度信號檢測：兼容兩路溫度檢測，排氣溫度兼容直接PT100檢測，電機過溫保護兼容PTC開關量保護和PT100直接測溫保護
? 緊急事件處理控制：急停信號接入開關量輸入端子，選擇自由停車功能
? 風機相序檢測：風機相序檢測保護功能由電源模塊檢測并由主變頻進行故障處理
? 機械故障保護：機械故障由端子識別，機械故障識別后，控制屏進行報警處理
整個雙變頻驅動系統電氣接線如圖2所示：
結束語
空壓專用變頻器雙變頻驅動系統在永磁同步空壓機上的成功應用，提供了更高性價比的空壓機變頻系統方案，精簡的控制系統減少了空壓機故障點，同時也提供了更便捷的一站式服務，使螺桿空壓機的安裝和維護變得輕松快捷。在進一步追求高效節能的需求下，同步電機在空壓機系統上的應用正在迅速發展，空壓機變頻專用控制系統以其強大的驅動能力和完善的控制系統必將引領空壓機行業發展。
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