變頻式空壓機(jī)是如何控制的呢?與傳統(tǒng)式空壓機(jī)最大的不同之處在于變頻式空壓機(jī)的馬達(dá)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(dá)上千,使用于變頻式壓縮機(jī)已綽綽有余。變頻器的基本電路如圖一。
圖一
馬達(dá)轉(zhuǎn)速與頻率之關(guān)系為rpm=120 x Hz / P
HZ:頻率 P:極數(shù)
舉例來說,假設(shè)有一2極馬達(dá),在電源頻率為60Hz時,其同步轉(zhuǎn)速為120 x 60 / 2 = 3600 rpm,頻率為50Hz時,其同步轉(zhuǎn)速為120 x 50 / 2 = 3000 rpm。
全世界各發(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(dá)的同步轉(zhuǎn)速就只能有3000 rpm和3600 rpm兩種了。但是如果我們使用變頻器來驅(qū)動馬達(dá)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6000 rpm,輸出為20Hz,轉(zhuǎn)速就只剩下1200 rpm,只要機(jī)組之電機(jī)及機(jī)械特性可容許,變頻式壓縮機(jī)即可在最高及最低轉(zhuǎn)速之間做運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)在多少頻率則必須由外部下達(dá)指令。所以變頻式壓縮機(jī)除了以變頻器為馬達(dá)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。因此控制器需具有如下之基本功能:
1.接收排氣端或系統(tǒng)之壓力信號并送至控制器之運(yùn)算單元。
2.輸出變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)頻率調(diào)變指令。
3.穩(wěn)定輸出壓力。(目前大都設(shè)為0.1 bar)
4.輸出變頻器起動指令。
5.接受運(yùn)轉(zhuǎn)信息,如故障指令、警告指令,以保護(hù)機(jī)組。
以上所列五點(diǎn)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(jī)之運(yùn)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。圖2所示為復(fù)盛變頻式壓縮機(jī)所使用之控制器外觀,除了基本功能外,其已將所有壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電路全部寫入CPU,因此所有控制均可在面板上進(jìn)行:設(shè)定壓力SP、實際運(yùn)轉(zhuǎn)壓力P及各種運(yùn)轉(zhuǎn)、停止、故障、警告燈號等均以LED顯示于面板上。此控制器提供如下之開放參數(shù)供客戶參考:
T1: 停止空車時間 20 sec
T2: 起動空車時間 15 sec
T3: 空車過久自動停車時間 9999 sec
T4: 馬達(dá)高溫跳脫作動時間 5 sec
T5: 失水開關(guān)作動時間 10 sec
T6: 進(jìn)氣壓降跳脫作動時間 5 sec
TC: 排氣高溫跳脫溫度 100℃
TCBA: 排氣溫度Offset設(shè)定 0
運(yùn)轉(zhuǎn):
了解以上參數(shù)之后,即可利用假設(shè)之設(shè)定值做仿真運(yùn)轉(zhuǎn),圖3為參考用方塊圖:
變頻式空壓機(jī)控制方塊圖(壓縮機(jī)應(yīng)用范例)
圖三
一個能提供壓力穩(wěn)定又能隨之負(fù)載比例增減耗電量的壓縮系統(tǒng)。
此時下由于增加一臺用電設(shè)備,系統(tǒng)相對可能增加約占1-2%的用電量,同時低負(fù)荷會略為增加熱損耗,但我們也沒有計算提高功率因此帶來的效率,故此整體而言影響不大,所以我們在討論節(jié)電方面時將這一部分包括由于軟起動而節(jié)約的啟動大電流均忽略不計。
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