变频器在空压机恒压供气控制系统中的应用

　　变频与工频电源的切换电路如图2所示; 空压机电气控制原理图如图3所示;变频调速控制系统接线图见图4。

5 系统元器件的选配及系统的安装与调试
　　5.1 元器件的选型
　　5.1.1 变频器
　　atlas copco
　　ga-110型固定式螺杆压缩机电动机功率110kw，频率50hz，额定电压380v，额定电流204a，4极，转速1470r/min，我们选用一台富士牌frn110g1e-4c型重过载变频器。因为atlas copco ga-110型空压机是一种大转动惯量负载，因此选用能承受重过载的变频器（110kw）。
　　（1）变频器的主要参数
　　输入：3相，380~440v ac，50/60hz，电压容许变动范围（-15%~+10%），频率容许变动范围±5%。输入电流201a，采用强迫风冷。
　　输出：标准适用电机输出功率110kw，输出额定容量160kva，输出额定电流210a，输出频率范围0.10~400hz，过载能力为额定输出电流的150%，运行60s，最大输出电压对应输入电源。
　　（2）该变频器的主要特点
　　a）采用了新一代电力元件igbt作为驱动交流电动机的核心元件，应用高速微处理器实现正弦波脉宽调制（spwm）技术，具有无传感器矢量控制及电压/频率（v/f）控制。
　　b）配有rs-485接口，可与计算机联结，构成计算机监控、群控系统。
　　c）自动转矩补偿。
　　d）自动调整加减速时间。
　　e）禁止电机反转。
　　f）带过载（过热保护）。
　　g）内置pid智能控制器。
　　5.1.2压力变送器
　　压力变送器一个，型号：dg1300-bz-a-2-2，量程：0~1mpa，输出4~20ma的模拟信号。精确度0.5%fs。厂家：广州森纳士压力仪器有限公司。

　　5.2 系统的安装与调试
　　5.2.1 安装
　　控制柜安装在空压机房内，与原控制柜分离，但与压缩机之间的主配线不要超过30m。控制回路的配线采用屏蔽双绞线，双绞线的节距在15m以下。另外控制柜上装有换气装置，变频器接地端子按规定不与动力接地混用，以上措施增强了系统的稳定性、可靠性。
　　5.2.2调试
　　（1）变频器功能设定
　　f02外部输入信号：设定为1
　　f03最大操作频率：设定为50hz（对应最大电压380v）
　　f04最大频率：设定为50hz（等于电机额定频率）
　　f10电子热继电器设为1
　　f11电子热继电器动作值设为105
　　f12电子热继电器动作时间设为1min
　　f15上限频率：设定为50hz
　　f16下限频率：设定为40hz
　　f42设定为00（v/f电压频率控制）
　　e21端子y2设定为1002
　　e31频率检测设定为40hz
　　e32频率检测滞后设定为1.0 hz
　　e43 led显示器设为10
　　e44 led显示器设为1（停止中）
　　e61端子12设定为3
　　e63端子v2设定为5
　　e98端子fwd设为1020，（pid控制）
　　h08设定为1：禁止反转
　　h11减速模式设为0
　　h91 pid反馈线检测设为2
　　j01 pid动作选择设为1
　　j02 pid过程指令设为1
　　j03 p值设为28
　　j04 i值设为12；其它功能遵照变频器出厂设定值。
　　（2） pid参数的整定
　　在用变频器内置pid闭环控制功能时，原来的频率给定通道变成目标信号通道和反馈通道；预置的加减速时间无效；目标值得数值与传感器的量程有关。
　　对于像空压机、风机和水泵等负载来说，对控制精度并没有那么高的要求，通常。用pi控制就足够了。所以，可以将d设定为0即可。
　　在对pid进行参数整定的过程中，我们首先根据经验法，将比例增益设定到最小，而积分时间常数设定在20~30s;逐渐加大p，一直到系统发生振荡，然后取其半；逐渐减小i，一直到系统发生振荡，然后增加50%。一般来说，按照上述经验法来设定参数，问题已经基本解决。经过多次调整，在比例增益p=28，积分时间常数ti=12s时，我们观察到压力的响应过程较为理想。压力在给定值改变5min左右（约一个多周期）后，振幅在极小的范围内波动，对扰动反应达到了预期的效果。
　　（3）调试中其他事项
　　从图4可以看出，整套改造装置并不改变空压机原有控制原理，也就是说原空压机系统保护装置依然有效；并且工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁，从而大大的提高了系统的安全、可靠性。我们在调试过程中，将下限频率调至40hz，然后用红外线测温仪对空压机电机的温升及管路的油温进行了长时间、严格的监测，电机温升约3~6℃之间，属正常温升范围，油温基本无变化（以上数据均为以原有工频运行时相比较）。所以40hz下限频率运行对空压机机组的工作并无多大的影响。
6 结束语
　　经过一系列的反复调整，最终系统稳定在40.5~42.5hz的频率范围，管线压力基本保持在0.65mpa，供气质量得到提高。改造后空压机的运行安全、可靠，同时达到了本厂用气的工艺要求。(工控网)