自工業(yè)化進程以來，空氣壓縮機即是工廠里面最重要的生產(chǎn)動力設(shè)備之一。隨著時代演進，各種新型空氣壓縮機及新應(yīng)用不斷產(chǎn)生，壓縮機的應(yīng)用范圍也越來越廣。至于冷媒壓縮機對冷凍空調(diào)而言更是不可或缺。為了使壓縮機能夠提供較穩(wěn)定的壓力及運轉(zhuǎn)模式，也為了節(jié)約能源，全壓縮機廠商均想辦法開發(fā)出不同的控制方式。依照原理來分別，主要方向大致有進氣載、排氣泄放、排氣回流、進氣節(jié)流或空重車等。這幾種控制方式目前雖已可滿足壓縮機在運轉(zhuǎn)方面的需求，但是就使用者而言，想得到一個壓力穩(wěn)定而又能隨負載比例增減耗電量的壓縮系統(tǒng)，似乎仍然遙不可及。然而隨著變頻應(yīng)用技術(shù)及變頻器產(chǎn)品的技術(shù)成熟，完全能夠符合以上需求的變頻壓縮機已在壓縮機領(lǐng)導(dǎo)廠商（阿特拉斯空壓機）研發(fā)推廣之下逐步被導(dǎo)入市場。
所謂變頻空壓機，乃是在穩(wěn)定壓力的原則之下，視使用風(fēng)量之增減，由改變壓縮機的轉(zhuǎn)速而使消耗功率與風(fēng)量成線性比例，以達到定壓及節(jié)約能源之目的。隨著全球經(jīng)濟一體化的加劇，企業(yè)已進入了微利時代，提高企業(yè)的競爭力是每個企業(yè)管理者面臨的大的考驗，據(jù)美國《財富雜志》報道，目前電費是制造業(yè)目前未被控制的成本；而其中電費中相當部分是由被稱之為“幻影能源”的空氣壓縮機、中央空調(diào)及照明所產(chǎn)生的。您考慮過壓縮空氣產(chǎn)生的成本嗎？空氣壓縮機作為制造業(yè)最常用的動力設(shè)備之一，其所產(chǎn)生的廉價適用的壓縮空氣能源倍受許多企業(yè)家青睞，但據(jù)相關(guān)機構(gòu)調(diào)查，空氣壓縮系統(tǒng)在五年的總成本中，運轉(zhuǎn)能源消耗費用占約80%，壓縮系統(tǒng)初期購置費用僅占總成本的約10%。
其高額的運轉(zhuǎn)能源消耗費用無形中增加了企業(yè)的運營成本；然而人們卻不知道這里面占近80%的能源及保養(yǎng)修理費用卻是有30%是可以不必支付的?？諌簷C變頻控制器是如何節(jié)電的？空壓機“大牛拉小車”的現(xiàn)象十分普遍，其一，在選型階段，工程人員所選的空壓機往往均高于驅(qū)動負載的最大需求。其二，空壓機應(yīng)用的負荷本來就是變化的，而選擇的空壓機大小必須滿足最大負荷，實際上最大負荷只是間斷出現(xiàn)，而其他時間負荷要小得多。絕大多數(shù)工廠的空氣消耗量都是一直在變化，當消耗量降低時，空氣壓力開始升高，反之則降低，一件，空氣壓縮機容量必定是大于消耗量。二件，壓力開關(guān)的低壓設(shè)定必定滿足工廠需求之壓力值?？罩剀嚳刂剖娇諌簷C依據(jù)壓力開關(guān)的高低壓力設(shè)定作空重車。
重車時排氣風(fēng)量為100%，空車時排氣風(fēng)量為0%，----壓縮機空車時動力之消耗。----超過低壓設(shè)定值之動力消耗?？罩剀囘\轉(zhuǎn)模式的壓縮機運轉(zhuǎn)在50%的空氣消耗量時，壓縮機將會經(jīng)常在重車(提供最大輸出量及使用最大電流)與空車(沒有輸出風(fēng)量但消耗約40%電流)之間切換，電力但僅提供50%的輸出風(fēng)量，結(jié)論是損失了近30%的運轉(zhuǎn)效率。進氣節(jié)流模式壓縮機的進氣節(jié)流是限制自然空氣進入壓縮機的量，如此來減少壓縮空氣的輸出量，當壓縮機持續(xù)運轉(zhuǎn)在進氣節(jié)流模式下，在固定的流量下，節(jié)能效果是一個固定比值，而且能源消耗比值在低風(fēng)量時將無法成等比例。由此可知P2不變，當P1改變結(jié)果只能導(dǎo)致風(fēng)量即單位排氣量減小，也可理解為容調(diào)增加壓縮比從而導(dǎo)致功率消費增加。
當采用進氣節(jié)流模式的壓縮機運轉(zhuǎn)在50%的空氣消耗量時，壓縮會限制50%的空氣進入壓縮機，如此是消耗了85%的全載電力但僅提供50%的輸出風(fēng)量，結(jié)論是損失了近40%的運轉(zhuǎn)效率。變頻式壓縮機是如何控制的呢？與傳統(tǒng)式壓縮機大的不同之處在于變頻式壓縮機的馬達是由變頻器所驅(qū)動。不論我們所使用電源是50Hz或60Hz，變頻器均先將其轉(zhuǎn)成直流電，轉(zhuǎn)換成直流電之后，再依指令輸出成我們所要使用的交流電頻率。此頻率可為任意頻率，而不再局限于50Hz或60Hz，至于輸出電壓則與輸入電壓相同。目前市面上的變頻器其最高頻率少則120Hz，多則可達上千，使用于變頻式壓縮機已綽綽有余。變頻器的基本原理及特點請查看本站相關(guān)文章。
變頻器的基本電路如圖。舉例來說，假設(shè)有一2極馬達，在電源頻率為60Hz時，其同步轉(zhuǎn)速為120x60/2=3600rpm，頻率為50Hz時，其同步轉(zhuǎn)速為120x50/2=3000rpm。全各發(fā)電廠所提供的電源只有50Hz或60Hz兩種，因此在正常情況下，2極馬達的同步轉(zhuǎn)速就只能有3000rpm和3600rpm兩種了。但是如果我們使用變頻器來驅(qū)動馬達的話，因為輸出頻率可以調(diào)變，因此就可產(chǎn)生各種不同的轉(zhuǎn)速。例如輸出為100Hz，轉(zhuǎn)速為6000rpm，輸出為20Hz，轉(zhuǎn)速就只剩下1200rpm，只要機組之電機及機械特性可容許，變頻式壓縮機即可在最高及最低轉(zhuǎn)速之間做運轉(zhuǎn)，從而因轉(zhuǎn)速不同而輸出不同的風(fēng)量。
變頻器雖可改變頻率，但是應(yīng)該要運轉(zhuǎn)在多少頻率則必須由外部下達指令。所以變頻空壓機除了以變頻器為馬達之驅(qū)動器外，還要另外有一控制器以隨時調(diào)變變頻器的輸出頻率。a.接收排氣端或系統(tǒng)之壓力信號并送至控制器之運算單元。b.輸出變頻器運轉(zhuǎn)頻率調(diào)變指令。c.穩(wěn)定輸出壓力。d.輸出變頻器起動指令。e.接受運轉(zhuǎn)信息，如故障指令、警告指令，以保護機組。所列五點僅為控制器之基本必要功能，如果要應(yīng)用于實際商品化，則最好將壓縮機之運轉(zhuǎn)邏輯電路一并融入內(nèi)部之CPU，以簡化外部配線及操作。下圖所示為阿特拉斯變頻空壓機所使用之控制器外觀，除了基本功能外，其已將所有壓縮機運轉(zhuǎn)電路全部寫入CPU，因此所有控制均可在面板上進行：設(shè)定壓力SP、實際運轉(zhuǎn)壓力P及各種運轉(zhuǎn)、停止、故障、警告燈號等均以LED顯示于面板上。
提供穩(wěn)定之排氣壓力，降低啟動電流，壓縮機壓力精確度達0.1kg/cm2以下。冰水機溫差精確度可達0.5度以下。注:精確度系指FUZZY控制精度，不包含空車上限設(shè)定值。利用降低壓縮機組轉(zhuǎn)速比例來降低負載，節(jié)能效果100%。部分負載時降低轉(zhuǎn)速使機組壽命延長。降低運轉(zhuǎn)噪音，提供良好的工作環(huán)境。適用于往復(fù)式及螺旋式等不同型式之容積型壓縮機。齒輪及皮帶等傳動裝置可省略，減少機械損失并降低成本，增加機體可靠度。LED面板可顯示運轉(zhuǎn)壓力，排氣溫度及設(shè)定壓力。顯示值可經(jīng)由內(nèi)部參數(shù)設(shè)定之。設(shè)定壓力(壓縮機)或溫度(冰水機)可視系統(tǒng)需求在面板上調(diào)整。使用變頻器固有的軟性起動特性，無起動大電流。多臺運轉(zhuǎn)時只需裝設(shè)其中一至數(shù)臺即可完全監(jiān)控系統(tǒng)之壓力(壓縮機)或溫度(冰水機)。
50Hz及60Hz共享。特殊降載功能，提供及彈性之運轉(zhuǎn)模式。降低能源消耗和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力，同時提升企業(yè)形象，獲得同時也回報社會，利國利民。由于空壓機馬達的轉(zhuǎn)速與空壓機的實際消耗功率成一次方關(guān)系，降低馬達轉(zhuǎn)速將減少實際消耗功率變頻式空壓機是用壓力感測器即時感應(yīng)系統(tǒng)中實際氣壓和用氣量。通過電器控制和變頻控制的精確配合，在不改變空壓機馬達轉(zhuǎn)矩(即拖動負載的能力)的前提下來即時控制馬達轉(zhuǎn)速(即輸出功率)，經(jīng)由改變壓縮機轉(zhuǎn)速，來響應(yīng)系統(tǒng)壓力的變化，并保持穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力(設(shè)定值)，以實現(xiàn)高品質(zhì)壓空氣的按需輸出。當系統(tǒng)消耗風(fēng)量降低時，此時壓縮機提供的壓縮空氣大于系統(tǒng)消耗量，變頻式壓縮機會降低轉(zhuǎn)速。
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