空壓機變頻一體化節(jié)能方案
一、行業(yè)分析
全國有180億元/年的空壓機市場，有超過400萬臺的空壓機在工作，22KW以上功率等級的空壓機超過100萬臺，22kw以下中小空壓機以活塞式為主。年新增數(shù)十萬臺。 空壓機一般按工廠最大負(fù)荷加10-20%余量設(shè)計，另外工廠實際需求存在季節(jié)性及時間性波動，也導(dǎo)致用氣量波動較大，所以空壓機多數(shù)時間并非滿載運行，節(jié)能空間很大。 空壓機的用電量約占全部工業(yè)用電設(shè)備的9%，節(jié)能降耗利國利民。 國家提供專項資金大力扶持節(jié)能降耗，這也進一步推動了空壓機等產(chǎn)業(yè)的升級。變頻空壓機也越來越為廣大用戶接受。變頻空壓機已經(jīng)成為未來的主流發(fā)展方向。

二、傳統(tǒng)空壓機的問題傳統(tǒng)空壓機的工作圖

傳統(tǒng)空壓機的問題：
1、電能浪費嚴(yán)重
傳統(tǒng)的加卸載式空壓機，能量主要浪費在：
1）加載時的電能消耗
在壓力達(dá)到所需工作壓力后，傳統(tǒng)控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升直到卸載壓力。在加壓過程中，一定會產(chǎn)生更多的熱量和噪音，從而導(dǎo)致電能損失。另一方面，高壓氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓，這一過程同樣耗能。
2）卸載時電能的消耗
當(dāng)達(dá)到卸載壓力時，空壓機自動打開卸載閥，使電機空轉(zhuǎn)，造成嚴(yán)重的能量浪費?？諌簷C卸載時的功耗約占滿載時的30%～50%，可見傳統(tǒng)空壓機有明顯的節(jié)能空間。
2、工頻啟動沖擊電流大
主電機雖然采用減壓起動，但起動電流仍然很大，對電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩(wěn)以及威脅其它用電設(shè)備的運行安全。對于自發(fā)電工廠，數(shù)倍的額定電流沖擊，可能導(dǎo)致其他設(shè)備異常。
3、壓力不穩(wěn)，自動化程度底
傳統(tǒng)空壓機自動化程度低，輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠對加卸載閥、調(diào)節(jié)閥的控制來實現(xiàn)的，調(diào)節(jié)速度慢，波動大，精度低，輸出壓力不穩(wěn)定。
4、設(shè)備維護量大
空壓機工頻啟動電流大，高達(dá)5~8倍額定電流，工作方式?jīng)Q定了加卸載閥必然反復(fù)動作，部件易老化，工頻高速運行，軸承磨損大，設(shè)備維護量大。
5、噪音大
持續(xù)工頻高速運行，超過所需工作壓力的額外壓力，反復(fù)加載、卸載，都直接導(dǎo)致工頻運行噪音大。
三、變頻器空壓機的優(yōu)點

節(jié)能原理：變頻調(diào)速系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對象，由變頻器，壓力傳感器、電機組成閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng)，工作壓力值可由操作面板直接設(shè)置，現(xiàn)場壓力由傳感器來檢測，轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號后反饋到變頻器，變頻器通過內(nèi)置PID進行比較計算，從而調(diào)節(jié)其輸出頻率，達(dá)到空壓機恒壓供氣和節(jié)能的目的。
變頻節(jié)能表現(xiàn)：
1、變頻器通過調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量，使電機的輸出功率與流量需求成正比，保持電機高效率工作，功率因數(shù)高，無功損耗小，節(jié)電效果明顯；
2、按嚴(yán)格的EMS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，高速低耗的IGBT以及采用了高效的失量控制算法，使得變頻器諧波失真和電機的電能損耗最小化；
3、自動快速休眠使得空載時間變短，電機完全停止，最大程度節(jié)能。無沖擊啟動及低頻大轉(zhuǎn)矩特性保證變頻器隨時帶載起停。

節(jié)能空間：
灰色：變頻空壓機功耗曲線
綠色：節(jié)能部分A，變頻空壓機比普通空壓機節(jié)省的能量
淺藍(lán)色：節(jié)能部分B，變頻空壓機可能節(jié)省的能量。B為當(dāng)變頻空壓機已進入空久停機休眠階段，而普通空壓機沒有進入休眠時，變頻空壓機節(jié)省的能量。如果變頻空壓機也沒有進入休眠，則B=0。
剛啟動或休眠后啟動時，普通空壓機和變頻空壓機均運行在額定功率附近。因此變頻空壓機可以保證充氣的快速性。