一、引言
傳統(tǒng)的空壓機變頻驅(qū)動系統(tǒng)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(guān)和接觸器等構(gòu)成，在安裝及維護時存在著以下弊端：控制回路接線復(fù)雜，安裝費時費力，出現(xiàn)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(fā)的空壓機變頻控制系統(tǒng)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(diào)速，以確保機頭(油溫)溫度在設(shè)定范圍內(nèi)。同時優(yōu)化的電源模塊提供AC220V/AC110V和DC24V電源，滿足空壓機系統(tǒng)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(tǒng)在廣州某永磁同步空壓機上的應(yīng)用。
二、雙變頻永磁同步空壓機系統(tǒng)的特點
空壓機專用變頻器是一款專用產(chǎn)品。變頻器將空壓機原控制系統(tǒng)中的控制器/PLC功能集成到變頻器內(nèi)，可將控制器/PLC省掉，并且內(nèi)部集成PT100溫度檢測功能，實現(xiàn)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(chǎn)品相比，具有以下產(chǎn)品功能優(yōu)勢：
l 永磁電機與壓縮機主機采用內(nèi)嵌式一體軸直連結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動效率100%；
l 沒有電機軸承：帶有永磁體的轉(zhuǎn)子直接安裝在陽轉(zhuǎn)子的伸出軸上。這種結(jié)構(gòu)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(diào)頻電機尺寸1/3，便于拆裝；
l 電機轉(zhuǎn)速低時，永磁電機仍能保持很高的電機效率，與普通調(diào)頻主機相比，節(jié)能性能更優(yōu)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(yīng)速度快，在排氣響應(yīng)度上表現(xiàn)卓越；
l 根據(jù)排氣溫度，控制風扇轉(zhuǎn)數(shù)，抑制電力浪費，同時因為穩(wěn)定系統(tǒng)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(tǒng)原理及控制實現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)框圖
圖1 雙變頻空壓機控制系統(tǒng)框圖
3.2 系統(tǒng)各模塊功能簡介
? 主機變頻：電控系統(tǒng)核心部件，主機驅(qū)動機構(gòu)，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(tǒng)參數(shù)配置操作和系統(tǒng)狀態(tài)顯示功能。 包括空壓機運行全部參數(shù)設(shè)置功能、空壓機運行狀態(tài)（電流、功耗等）、部件保養(yǎng)/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(zhuǎn)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(tǒng)噪音更小，同時兼顧一定的節(jié)能效果。
3.3 控制實現(xiàn)
? 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(shè)定，實現(xiàn)壓力閉環(huán)控制。
? 加載閥控制：電磁閥控制邏輯由主變頻實現(xiàn)，用于控制進氣閥，由繼電器端子實現(xiàn)
? 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(diào)節(jié)散熱風機轉(zhuǎn)速保證油溫恒定，并有效降低系統(tǒng)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(guān)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(guān)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(qū)動系統(tǒng)電氣接線如圖2所示：
結(jié)束語
空壓專用變頻器雙變頻驅(qū)動系統(tǒng)在永磁同步空壓機上的成功應(yīng)用，提供了更高性價比的空壓機變頻系統(tǒng)方案，精簡的控制系統(tǒng)減少了空壓機故障點，同時也提供了更便捷的一站式服務(wù)，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(jié)能的需求下，同步電機在空壓機系統(tǒng)上的應(yīng)用正在迅速發(fā)展，空壓機變頻專用控制系統(tǒng)以其強大的驅(qū)動能力和完善的控制系統(tǒng)必將引領(lǐng)空壓機行業(yè)發(fā)展。
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