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Goodrive300變頻器在空壓機一體機的應用
采用永磁同步電機帶動的空壓機一體機取代傳統(tǒng)異步驅動的空壓機成為趨勢。?Goodrive300變頻器在該類空壓機上的成功應用，體現(xiàn)出其優(yōu)異的驅動能力及矢量控制特性，大大提升了空壓機的效率及使用壽命。
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工程案例
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- 規(guī)格參數(shù)
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一、引言
作為近幾年來迅速發(fā)展的一種節(jié)能、高效的新型空壓機，同步空壓機比異步空壓機節(jié)電綜合率有了明顯的提高。但目前我國普遍使用的異步電機驅動螺桿空壓機，仍存在系統(tǒng)冗余、效率不高、不具軟啟動功能、不易于維護等缺陷。為此，尋找合適的驅動裝置便變得異常關鍵，而Goodrive300變頻器與永磁同步電機一起構成的直驅式空壓機驅動系統(tǒng)便是其不錯的選擇。該系統(tǒng)相對于使用交流異步電機作為驅動裝置，降低了系統(tǒng)的工作損耗，提升了空壓機的工作效率。
二、應用環(huán)境分析
2.1 空壓機一體機系統(tǒng)組成
交流永磁同步電機主要是一種轉子是永久磁鐵勵磁的一種同步電動機，該電機轉子的轉速保持與定子旋轉磁場同步的旋轉速度，故因此得名同步電機。、
無軸承永磁同步電機采用的特殊的無軸結構，就是將電機的轉子與機頭的軸直接聯(lián)接在一起，電機沒有了軸承、沒有油封，電機與主機之間沒有皮帶、沒有聯(lián)軸器、沒有齒輪，因此不存在任何的機械摩擦損失與傳動損失，傳動效率為1。
由于電力電子技術和控制技術的飛速發(fā)展以及交流永磁同步電機以其結構簡單、性能體積比和性能重量比大、效率高、方便實現(xiàn)直接驅動等優(yōu)點，在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應用。
2.2 同步空壓機負載特性
由于變頻化的螺桿空壓機利用了變頻器的無級調速特點，通過控制器或變頻器內部的PID調節(jié)器，能使供氣穩(wěn)定；對用氣量波動比較大的場合，又能快速調節(jié)響應。傳統(tǒng)空壓機輸出壓力的調節(jié)是靠對加卸載閥、調節(jié)閥的控制來實現(xiàn)的，調節(jié)速度慢，波動大，精度低，輸出壓力不穩(wěn)定。
三、系統(tǒng)方案
3.1 英威騰Goodrive300變頻器性能介紹
Ø 由于變頻器本身含概了軟啟動器的功能，啟動電流最大在額定電流的1.6倍以內，與工頻啟動一般在額定電流的6倍以上相比，啟動沖擊很小。這種沖擊不僅是對電網(wǎng)的，對整個機械系統(tǒng)的沖擊，也大大減少
Ø 高級矢量控制模式，Goodrive300變頻器支持兩種矢量控制模式，其中矢量控制模式0基于高性能32位DSP硬件平臺，新型全程三相調制控制技術及精準參數(shù)靜態(tài)自學習能力，可以實現(xiàn)優(yōu)異控制效果，無論在加減速時間、力矩、轉矩動態(tài)響應速度、運行電流、電機噪聲、穩(wěn)速精度等方面均有出色表現(xiàn)，對變頻電機擁有優(yōu)異的控制性能。
Ø 標配內置C3濾波器，有效濾除電源輸入側高次諧波，有效防止變頻器整流過程中產(chǎn)生諧波干擾控制部分及弱電信號，保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
Ø 環(huán)境適應能力強，完全獨立風道設計加法蘭安裝模式可大幅提高抗擊油污、粉塵及濕熱等惡劣環(huán)境，有效降低變頻故障率，延長使用壽命。Goodrive300變頻器鈑金件選用熱浸鍍鋅板結合拉鉚式固定方案，大大提高其EMC性能及抗腐蝕能力。
Ø 過載能力強，優(yōu)異電流限幅特性，可有效降低變頻過載、過流保護，最大限度保障生產(chǎn)連續(xù)性。
Ø 優(yōu)越的AVR功能，超強電網(wǎng)適應性，可用于電網(wǎng)長期偏低或電網(wǎng)波動等電源惡劣場合，保障輸出電壓、電流、速度穩(wěn)定性。
Ø 針對Goodrive300變頻器，深圳市英威騰電氣股份有限公司特提供24個月免費保修服務，全球服務網(wǎng)絡覆蓋，可有效解決客戶后顧之憂。
3.2 變頻器選擇
采用永磁同步電機帶動的空壓機需要超過額定轉矩的啟動轉矩，要實現(xiàn)迅速的啟?？刂?，對控制精度的要求也較高，必須選用矢量控制型變頻器。Goodrive300系列變頻器是一款用來控制異步交流感應電機和永磁同步電機的變頻器，能很好滿足其性能要求。該變頻器在同步電機控制下具有以下技術特點:
Ø 起動轉矩：無PG矢量控制2.5Hz/150%（SVC）
Ø 過載能力：150%額定電流60s，180%額定電流10s，200%額定電流1s
Ø 調速比：無PG矢量控制 1：20
Ø 速度控制精度：無PG矢量控制：±0.2%最高速度
3.2 控制實現(xiàn)
整個變頻驅動系統(tǒng)的電氣接線如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)電氣接線圖
四、具體使用效果
4.1 系統(tǒng)調試
調試主要包括參數(shù)自學習、空載調試及帶載調試幾個階段。
帶載調試時，先將變頻器帶輕載在30HZ運行，查看輸出電流、電壓、轉速是否符合要求。本著先調節(jié)輸出轉速，再調節(jié)輸出轉矩的原則進行調節(jié)。當出現(xiàn)電壓偏高時適度降低電流環(huán)比例系數(shù)。當出現(xiàn)低頻力矩不足時適度調大同步電機交軸電感或調小電機定子電阻值便行，最終效果超出客戶期望。
4.2 變頻器參數(shù)設置
變頻器部分關鍵參數(shù)見表2。
表2： 部分參數(shù)設置情況表功能碼 含義 參數(shù) 功能碼 含義 參數(shù) P00.00 速度控制模式 2 P00.01 運行指令通道 1 P00.09 設定源組合方式 1 P00.13 運行方向選擇 2 P06.03 繼電器RO1輸出選擇 5 P14.00 本機通訊地址 1 P14.01 通訊波特率設置 4 P14.02 數(shù)據(jù)位校驗設置 1 P14.03 通訊應答延時 20ms 風機變頻配置參數(shù)
功能碼 含義 參數(shù) 功能碼 含義 參數(shù) P00.00 速度控制模式 0 P00.01 運行指令通道 2 P14.00 本機通訊地址 2 P00.13 運行方向選擇 2 P14.01 通訊波特率設置 4 P14.02 數(shù)據(jù)位校驗設置 1
本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運行。
五、客戶評價
通過在長時間的運行觀察和一線員工的反饋，由Goodrive300變頻器驅動的空壓機一體機系統(tǒng)運行良好，與傳統(tǒng)的異步機帶減速裝置驅動空壓機的方式相比，能效已經(jīng)可以達到一級能效。
六、結束語
隨著控制技術的發(fā)展，電機的制造向著專業(yè)化、自動化方向發(fā)展。變頻器作為空壓機的動力驅動設備，以其高效、低噪聲、大啟動轉矩、高可靠性、良好的調速性能、免維護等優(yōu)越性在油氣生產(chǎn)中有著良好的應用前景。
參考文獻：
[1] 《Goodrive 300變頻器產(chǎn)品說明書》深圳市英威騰股份有限公司關鍵詞:- Goodrive300
- 空壓機
- 永磁同步電機
- 矢量控制
- 東莞英威騰變頻器
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