空气压缩机是*种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有*定压力的设备。作为基础工业装备，空压机在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等几乎*的工业行业都有广泛的应用。空压机占大型工业设备(风机、水泵、锅炉、空压机等)耗电量的15%。由于结构原理的原因，大部分空压机自身存在着明显的技术弱点。
随着威尔凯在中*设立威尔凯电气（上海）有限公司以来，WKS系列变频器产品在调速*域中的应用越来越广泛。它具有运行稳定、操作方便，节能效果明显等优点，越来越受到广大工程技术人员和管理人员的重视。绝大部分生产设备都用到压缩空气，以前都是由单个的小型空压机供气，这种供气方式存在着压力不稳定，故障率高，维修成本大等缺点。
二、空压机改造前后的运行状况
德标管业（上海）有限公司共有螺杆式空气压缩机5台，空压机具体参数如下表：
设备名称 | 数量 | 功率 | 转速 | 工作压力 | 备注 |
螺杆式空气压缩机 | 5 | 90KW | 2900r/min | 6.5kg-7.8kg | 不稳定 |
合计 | 2 | 90KW |
|
| 现改造两套 |
设备改造前，为每两台空压机*用*备，全部工作在工频状态，起动方式为星三角降压起动，压力控制采用两点式控制（上下限控制），即空压机气缸内压力达到设定上限时，空压机通过本身的油压关闭气阎，当压力下降到设定下限时，空压机打开进气阀。由于生产过程中用气量的变化，空压机也频繁地加载和卸载，主电机的启动电流仍然很大，影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全，且电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。主电机时常空载运行过程中不产生压缩空气，属非经济运行，电能浪费严重，电机在工频运行致使空压机运行时噪音很大等原因，因此对其进行变频改造是很有必要的。
目前的运行状况是：空载电压：405V 电流：116A；工作电压：411V 电流：185A；空载工作的视功功率：48KW 工作视功功率：132KW ； 空载有功功率：47KW 工作有功功率：115KW；压缩机功率为90KW 转速为：2900转每分。 目前空气压缩机输出压力上限设定在：7.8kg,下限压力设定在：6.5 kg平均工作压力在7.0kg,实现了恒压供气。
三、威尔凯变频节能原理
螺杆式空压机基本运行方式是加载、减载方式。减载时电机空转,能源白白的浪费，如果利用WKS系列变频器通过改变电机频率来调节转速，变频控制即通过改变电动机的转速来控制空压机单位时间的出风量，从而达到控制管路的压力，具有明显的节能效果。空压机变频节能系统原理：通过压力变送器测得的管网压力值与压力的设定值相比较，得到偏差，经PID调节器计算出变频器作用于异步电动机的频率值。由WKS变频器输出的相应频率和幅值的交流电，在电动机上得到相应的转速。那么空压机输出对应的压缩空气输出至储气罐，使之压力变化，直到管网压力与给定压力值相同。变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出频率，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
系统改造时保留原工频系统不变，只需威尔凯变频控制系统，*须再培训操作人员，当空压机控制系统运行，变频系统自动进入运行状态。本系统采用压力闭环调节方式，通过变频器的控制面板设定空气压力定值，在储气罐上安装个压力传感器。将空气压力信号转换为0 ～10 V 的电信号，反馈到变频器内部的PID 调节器，调节器将信号与压力定值进行比较运算，然后输出控制信号，变频器再根据此信号输出频率，调节电动机的转速，使空气压力保持稳定，这样空压机始终保持在节电运行状态。
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四、系统原理设计方案
变频控制系统由以下部分:变频器、变频柜、电抗器、压力变送器、交流接触器、中间继电器等组成，变频控制柜功有：启动、运行、停止、切换、报警等控制功能。WKS系列变频器采用先进控制技术，根据用户压缩空气的需求量，在不改变原有的控制系统线路下，采用压力传感技术来*测网管压力，使压缩机马达在空载运行时停止运行，根据用气量自动调整供气压力保证空压机始终运行在节能状态，可大幅节省用电量，达到节电的目的。
系统运行步骤：
(1)、开机前选择变频/工频启动；
(2)、启动空压机“启动”键，变频器在设定的时间内启动，空压机开始工作；
(3)、变频器根据现场压力变送器*测网管出口压力进行比校，经PID指令运算，调节变频器输出频率；
(4)、停上空压机，空压机与变频器同时停上工作；
五、投资分析
1．投资
设备名称 | 功率（KW） | 变频器型号及品牌 | 数量（套） | 单价（RMB） | 总价（RMB） |
螺酐式空气压缩机 | 90 | 威尔凯WKS110G4TC | 1 | 45347.00 | 45347.00 |
安装调试 |
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| 10% | 4534.00 |
税金 |
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| 8% | 3627.00 |
合计 |
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| 53508.00 |
总计 | 伍万叁仟伍佰零捌圆整 | ||||
2．投资回收期
现以贵公司改造两套中的*套为例来计算：功率为110KW，总投资额为53508.00元，公司运作情况为日均工作24小时,负荷率取0.87,电费为0.8元/度,每月30天，节电率20%那么：
月节电费=总功率×负荷率×月运行时间×电价×节电率
=90×0.87×24×30×0.8×20%
=9020（元）
年节电费=月节电费×12个月
=9020×12
=108240（元）
投资回收期=投�*芏睢略陆诘绶�
=53508÷9020?6个（月）
由此可见约需六个月就可以收回投资。
六、改造后几大优点
(1)、节能降耗。
(2)、电动机从低速起动，冲击电流小，电动机和空压机运行平稳。
(3)、由于变频器具备较强的保护功能，降低了设备故障率。
(4)、系统压力更加稳定，提高了产品质量。
(5)、很大程度上减少了该公司电气工程师的工作强度。
七、结束语
该公司通过使用威尔凯WKS系列变频器进行两套空压机节能改造后，经过*年多的实际运行，工作正常，压力稳定，节能效果显著，使得公司高屋管理人员看到了节能效果，从而很大程度上减轻了公司的电费支出，同时也表明威尔凯进入中*市场后为我*的节能减排所做出的努力与信*！
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