1 引言
隨著社會的發展和科技的進步，高效低耗的生產已愈來愈受到人們的關注，節能降耗，降低生產成本已迫在眉睫。而且隨著電力電子技術的發展，變頻器在調速領域中的應用越來越廣泛。它作為一種較為成熟的高科技產品，具有性能穩定，操作方便，節能效果明顯等優點，越來越受到國內外工程技術人員和管理人員的關注和重視。我們經過多方資料收集結合現場考察并與ATLAS COPCO空壓機技術服務人員進一步共同論證空壓機改造的可行性方案，認為是切實可行的。
2 空壓機改造前運行情況
設備改造前，兩臺空壓機全部工作在工頻狀態。壓力采用兩點式控制(上、下限控制)，也就是當空壓機氣缸內壓力達到設定值上限時，空壓機通過本身的油壓關閉進氣閥;當壓力下降到設定值下限時，空壓機打開進氣閥。由于實際用氣量不可能等于實時產氣量，這樣就導致了空壓機頻繁的卸載和加載，對電動機、空壓機和電網造成很大的沖擊。再者，空壓機卸荷運行時，不產生壓縮空氣，電動機處于空載狀態，其用電量為滿負載的60%左右，這部分電能被白白浪費。原系統工況存在的問題
㈠ 主電機雖然星-角減壓起動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網的供電安全及其它用電設備的運行穩定。經觀察空壓機啟動時常會引起水站變頻器跳閘。
㈡ 主電機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。
㈢ 主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。
㈣主電機工頻起動對設備的沖擊很大，對機械壽命有很大影響。
在這種情況下，對其進行變頻改造是非常必要的。
3 空壓機變頻改造實施方案
根據現場實際情況，我們決定采用用一臺變頻器來控制兩臺空壓機，通過電氣控制相互轉換兩臺空壓機的變頻運行，保持一臺運行于工頻一臺運行于變頻，避免了設備的頻繁加載與卸載，這樣，既能節省設備投資，又能滿足生產工藝的需要。系統改造時，在保留原工頻系統情況下，增加變頻系統，做到了工頻/變頻互鎖切換。通過外部控制電路，使空壓機起停操作步驟仍然如前，操作簡單，安全可靠。本系統采用壓力閉環調節方式，在原來的壓力罐上加裝一個壓力傳感器，將壓力信號轉換成4-20mA的電信號，送到變頻器內部的PID調節器，調節器將信號與壓力設定值進行比較運算后輸出控制信號，變頻器根據該信號輸出頻率，改變電動機的轉速，調節供氣壓力，保持壓力的恒定，使空壓機始終處于節電運行狀態。
4 節能效果及綜合效益分析
改造后兩臺空壓機一年即可節省11.01萬元。而整個系統改造費用約5.5萬元左右，六個月即可收回成本。誠然，節能是變頻改造帶來的一大好處，但并不是唯一的，空壓機變頻改造后，還有以下優點：
(1) 電動機從2Hz開始軟起動，對電機、空壓機、電網的沖擊大為減小。
(2) 延長了設備的使用壽命，減少了設備的維修量和維護費用。
(3) 進一步完善了保護功能，如熱保護、過電流、過電壓、欠電壓、短路、缺相保護等功能。
(4) 操作簡單方便，運行平穩，電極、空壓機溫升正常，噪音、振動減小。
(5) 不再頻繁的加載和卸載，供氣壓力穩定，提高了產品質量。
(6) 符合公司環境方針的要求，提升企業形象。