空压机变频器技改与使用中注意的若干问题

　　在当前能效、成本为王的空压机市场上，以永磁变频为主打的新型产品广受好评。然而，对于量大面广的在役常规螺杆空压机，从经济角度来说，并不是全部能够被置换。因此，对于空压机使用变频器进行节能改造便较为普遍了。所以，我们就有必要对空压机变频器有一定程度的了解与掌握。

　　空压机变频器是为各类空压机量身定制的一种专用型变频器。变频器主要用来调速，因为它能设备使性能更稳定、操作更便捷、节能等优势，应用越来越广泛。对于空压机来说，采用变频调速的意义在哪呢?

　　从节能的方面来说：使用了变频调速后，一旦当设备用气量减小时，电动机的转速可以降下来，电机功率变小，从而实现节能的功能。

　　我们发现，空压机马达的转速与空压机的实际消耗功率成一次方关系，所以，要想减少空压机的实际消耗就需要通过降低马达转速来实现。其节能原理及效果如下：

　　①使用变频器后，空压机的压力设定可以一点，即可以将满足生产设备要求的最低压力作为设定压力，变频器将根据管网压力上下波动的趋势，调节空压机转速的快慢，甚至消除了空压机的卸载运行，节约了电能。

　　②由于系统中的变频器使得管网上下压力稳定，可以降低甚至消除压力的波动，从而使系统中所有运行的空压机都在一个满足生产要求的较低压力下运行，减少了压力向上波动造成的功率损失。

　　③由于空压机不能排除在满负载状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需求来决定电动机的容量，故设计容量一般偏大。在实际运行中，轻载运行的时间所占的比例非常高，如果采用变频调速，可大大提高运行时的工作效率。

　　④有些调节方式,即使在需求量较小的情况下，也不能减小电动机的运行功率。采用了变频调速后，当需求量较小的情况下，可降低电动机的转速，减小电动机的运行功率，从而进一步实现节能。

　　⑤单电动机拖动系统大多不能根据负载的轻重连续地调节。而采用了变频调速后，则可以十分方便地进行连续调节，能保持压力、流量、温度等参数的稳定，从而大大提高空压机的工作性能。

　　从运行成本方面来看：变频空压机的运行成本要远远高于采购成本，随着使用的时间越来越长，运行成本也越来越高，所以后期运行成本的节省就成了最主要的。使用变频功能之后，有效的减少了设备内的冲击，大大降低了各部件的损坏率，维护与维修成本减少。除此之外，它本身还有节省能耗的作用，大大降低了运行成本。

　　从空压机使用时限来看：空压机使用了变频功能后，在机器运行时可以有效的减少电器部件与机械零件产生的冲击。除此之外，还有效的减少了电流波动等，有效的延长的使用时限。

　　从噪音方面来看：变频空压机通过使用变频调速后，电机的转速明显减慢，从而降低噪音。

　　变频改造成败与改造工程师的水平息息相关，也会在不少问题：

　　1.变频器的选择与匹配

　　负载特性不同变频器的选配不同，空压机是恒扭矩负载，是否选择了合适的变频器。

　　2.变频器电缆会产生对地耦合电容，造成变频器出力不够。

　　3.影响防护等级。

　　4.变频器输出含有高次谐波，会造成电动机的功率因数和效率变坏。

　　5.变频器供电，电动机电流增加10%温升增加20%。

　　6.普通电动机在低转速下发热量增加，自冷却风扇风量剧烈减小。

　　7.轴承电流，轴承中的高频电流是通过开关的高速开/关来产生的, 这样会引起转动部件的波动, 进而影响轴承的润滑。同时会产生电火花导致的弹坑, 如果不加保护, 轴承就很容易损坏。

　　8.有电磁兼容性问题，干扰周围的电气设备，也易受周围的干扰。

　　9.绝缘失效，变频器中的开关频率会导致峰值电压达到名义电压的3.5倍。

　　10.在低转速下，喷油螺杆空压机主机中容易产生冷凝水，从而造成油乳化，导致润滑失效，转子咬死。

　　11.固定转速的空压机仍存在加卸载阀，启动时需要油/气分离器放空，有卸载时的浪费。

　　除此之外，变频器使用不当，不但不能很好的发挥其优良的功能，而且还可能损坏变频器及其设备，或造成干扰影响等，因此在使用过程中应该注意以下事项：

　　※ 必须正确选用变频器;

　　※ 认真阅读产品说明书，并按照说明书的要求接线、安装和使用;

　　※ 变频器装置应可靠接地，抑制射频干扰，防止变频器因漏电而引起电击;

　　※ 用变频器控制电动机转速时，电动机的温升及噪声会比用网电(工频)时高;在低速运转时，因电动机风叶转速低，应注意通风冷却以及适当减轻负载，以免电动机温升超过允许值;

　　※ 供电线路的阻抗不能太小。变频器接入电压电网，当配电变压器的容量大于500kVA或配电变压器的容量大于变频器的容量的10倍时，或变频器接在离配电变压器很近的地方时，由于回路阻抗小，投入瞬间对变频器产生很大的浪涌，会损坏变频器的整流元件等。当线路阻抗过小时，应在电网与变频器之间加装交流电抗器;

　　※ 当电网三相电压不平衡率大于3%时，变频器输入电流的峰值就很大，会造成变频器及连接过热或损坏电子元件，这时也需加装交流电抗器。特别是变压器为V形接法时更为严重，除在交流侧加装电抗器外，还需要在直流侧加装直流电抗器;

　　※ 不能因为提高功率因数而在进线侧装设过大的电容器，也不能在电动机与变频器之间装设电容器，否则会使线路阻抗下降，产生过流而损坏变频器;

　　※ 变频器出线侧不能并联补偿电容，也不能为了减少变频器输出电压的高次谐波而并联电容器，否则可能损坏变频器。为了减少谐波，可以串联电抗器;

　　※ 用变频器调速的电动机的起动和停止，不能用断路器及接触器直接操作，而应用变频器的控制端子来操作，否则会造成变频器失控，并可能造成严重的后果;

　　※ 变频器与电动机之间一般不宜加装交流接触器，以免断流间产生过电压而损坏逆变器。若需要加装，在变频器运行前，输出接触器应先闭合;

　　※ 对于变频器驱动普通电动机作恒转矩运行的场合，应尽量避免长期低速运行，否则电动机散热效果变差，发热严重。如果需要以低速恒转矩长期运行，就必须选用变频电动机;

　　※ 对于提升负载、频繁起停的场合，会有大转矩产生，需要选配适当的制动电阻，否则变频器将常因过电流或过电压故障而跳闸;

　　※ 当电动机另有制动器时，变频器应工作于自由停机方式，且制动的动作信号在变频器发出停车指令后才发出;

　　※ 变频器外接的制动电阻的阻止不能小于变频器允许所带制动电阻的要求。在满足制动要求的前提下，制动电阻宜取大些。切不可将应接制动电阻的端子直接短接，否则，在制动时会通过开关管发生短路事故;

　　※ 变频器与电动机相连时，不允许用兆欧表去测量电动机的绝缘电阻，否则，兆欧表输出的高压会损坏逆变器;

　　※ 正确处理好升速与减速问题。变频器设定的加、减速时间过短，容易受到“电冲击”而有可能损坏变频器。因此使用变频器时，在负载设备允许的前提下，应尽量延长加、减速时间。

　　如果负载重，则应增加加、减速时间;反之，可适当减少加、减速时间。如果负载设备需要短时间内加、减速，则必须考虑增大变频器的容量，以免出现太大的电流，超过变频器的额定电流。 如果负载设备需要很短的加、减速时间(如1s以内)，则应考虑在变频器上采用刹车系统。一般较大容量的变频器都配有刹车系统;

　　※ 避开负载设备的机械共振点。因为电动机在一定的频率范围内，可能会遇到设备的机械共振点，产生机械的谐振，影响系统的运行。为此，需要对变频器设置跳跃频率(或称回避频率)，把该频率跳过去(回避掉)以避开共振点;

　　※电动机首次使用或长时间放置后再接入变频器使用之前，必须对电动机进行绝缘电阻测量(用500V或1000V兆欧表，测量值应不小于5M欧)。如果绝缘电阻过低，则会损坏变频器;

　　※ 变频器应垂直安装，留有通风空间，并控制环境温度不超过40℃;

　　※ 必须采取抗干扰措施，以免变频器受干扰而影响其正常工作，或变频器产生的高次谐波干扰其他电子设备的正常工作;

　　※ 注意电动机的热保护。如果电动机与变频器容量适配，则变频器内部的热保护能有效的保护电动机。如果两者容量不匹配，须调整其保护值或采取其他保护措施以保证电动机的安全运行。

　　变频器电子热保护值(电动机过载检测)，可在变频器额定电流的25%-105%范围内设定。

　　空压机变频调速节能改造，技术可靠，安装简单，操作方便，故障率低，经济效益可观，值得大力推广应用，但我们也应重点关注空压机变频器技改和使用中的相关知识掌握，以避免不必要的经济损失。