面對日益嚴峻的能源形勢和環保壓力，各行各業都在積極探索節能減排的可行方案。空壓機行業也不例外。近期，陜西某礦業有限公司成功實施了一項空壓機變頻改造項目，旨在解決傳統工頻啟動方式帶來的問題，實現節能減排降本的目標。本文將從技術角度詳細介紹這一項目的實施過程和成果。

一、空壓機變頻改造需求及技術分析

該礦業公司井下工藝段原有三臺132KW的空氣壓縮機，采用星三角（Δ-Y）降壓啟動方式。然而，這一方式存在以下問題：

l加載和卸載頻繁，導致壓力波動對管網沖擊大，噪音大。

l卸載閥開啟造成資源浪費。

l系統為開環控制，無法保證供氣壓力精度。

l啟動電流大，對電網造成沖擊。

l隨著井下掘進深度的推進，末端供電電壓降增大，導致啟動困難。

針對以上問題，客戶希望改善空壓機啟動困難的問題，同時保留原有的工頻啟動系統。在變頻檢修時能夠快速切換，以避免長時間的停機對設備運行造成影響。

二、空壓機變頻改造技術方案

在保留原有工頻啟動系統的基礎上——新增變頻系統。兩者可以切換使用，無需改變原有啟動系統的線路，切換時只需操作柜門上的手柄，無需拆卸和修改線路。這樣既實現了變頻節能改造，又保留了備用系統。

在產品選型方面，考慮到井下復雜的現場工況環境與空壓設備工藝的匹配程度，直接選用了希望森蘭SB70G系列變頻驅動設備。這款設備具有以下特點：

ü集成高精度轉子磁場定向矢量控制算法，具有250%瞬時轉矩控制能力。

ü過載能力：150％額定電流1分鐘。

ü獨創的多模式PLC運行功能，特別適合工業洗滌設備、制造設備應用。

ü實用的多段速功能：提供編碼、直接、疊加和個數選擇方式，特別適合于暖通行業應用。

ü強大的過程PID功能：兩套參數，可根據運行頻率進行參數過渡；多種修正模式，可滿足多種拉絲機、紡織、造紙、印染行業等張力卷繞、同步控制的需求；具有自由PID功能，可取代外部PID控制器。

ü具有強大的用戶可編程模塊。

ü豐富的擴展選件：編碼器接口板、I/O擴展板、可參數復制的操作面板（SB-PU70E）等。

在控制器選擇方面，直接選用成熟的空壓機控制器MAM-6070MSD。其軟件的功能與產品的經濟性已經達到系統的設計需求，無需二次開發。同時森蘭變頻器標準配置RS485通訊接口，支持ModbusRTU通訊協議，與MAM-6070MSD控制器的通訊接口只需要進行通訊線纜的連接，進行通訊參數配置后就可以進行高效率的通訊控制了。

三、改造后需要注意的問題及采取措施

改造后需要注意以下三個問題：電動機的散熱問題、空壓機的潤滑問題和系統壓力設定問題。針對這些問題，我們采取了以下措施：

l把系統壓力設定為0.72MPa，以滿足現場的生產工藝要求。

l把變頻器運行頻率下限設定為25HZ，這樣既能滿足空壓機散熱和潤滑的需要，又能最大程度地降低電能損耗。

四、運行效果及節能分析

經過技術改造，空壓機從工頻降壓啟動改為變頻啟動，有效減小了啟動過程中的沖擊電流，使得設備運行更為平穩。

在空壓機啟動后，系統會按照預設的主機變頻壓力0.72MPa進行恒壓運行。當系統壓力超過設定的卸載壓力0.75MPa后，系統將自動進入卸載模式，確保整個系統的安全與穩定。在主機0.72MPa的恒壓運行狀態下，如果系統對氣體的需求減少，變頻器會自動調整運行頻率以降低能耗。當系統頻率降低至下限值25Hz后，設備將繼續運行600秒。如果系統壓力仍然保持在0.72MPa，系統將進入低頻過久停機狀態。當系統壓力低于供氣加載壓力0.60MPa時，系統將自動重新啟動，再次進入變頻恒壓運行狀態。通過這種方式我們可以看到變頻運行模式相較于傳統的工頻模式具有更加優異的節能效果。在工頻模式下加載電流約為220A卸載時運行電流約為90A；然而在變頻運行模式下加載電流降低至約130A卸載時電流減少至約50A。這表明變頻改造后的空壓機在節能方面具有顯著的優勢。