英威騰GD300-01變頻器在永磁同步空壓機上的應(yīng)用

1.介紹

傳統(tǒng)空壓機的變頻調(diào)速系統(tǒng)是由變頻器、PLC控制器、操作面板、發(fā)射器、控制開關(guān)以及接觸器構(gòu)成。它有如下缺點：控制回路布線復(fù)雜，安裝費時，故障排除不方便及控制箱外觀不夠美觀。由英威騰研發(fā)的空壓機專用GD300-01變頻器集成了一般空壓機的PLC控制和風(fēng)扇變頻器的啟動/停止/速度控制功能，保持了機頭穩(wěn)定油溫，發(fā)揮潤滑油的最佳性能。本文將介紹使用雙變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用，由空壓機專用GD300-01變頻器和GD10變頻器共同組成，應(yīng)用于廣州一家工廠的永磁同步空壓機上。

2.雙變頻永磁同步空壓機系統(tǒng)的特點

空壓機專用GD300-01變頻器的開發(fā)是基于英威騰Goodrive300變頻器生產(chǎn)平臺。GD300-01集成了PLC/控制器功能，節(jié)約了PLC/控制器的費用，并與PT100溫度檢測功能共同工作，實現(xiàn)了風(fēng)扇的變頻控制。與一般的異步變頻空壓機相比，GD300-01具有如下優(yōu)勢：

用于永磁電機和壓縮機主機的嵌套式完整直連軸結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，100％的傳輸效率；

無電機軸承：永磁轉(zhuǎn)子直接安裝在陽轉(zhuǎn)子的延長軸上。無馬達軸承結(jié)構(gòu)，避免了電機軸承的故障點；

電機體積?。褐挥幸话阏{(diào)頻電機體積的1/3，安裝方便；

永磁電機低速時，高效運行，比一般的調(diào)頻電機具有更好的節(jié)能表現(xiàn)；

永磁電動機使用高性能釹鐵硼永磁材料，在120℃高溫時亦無損失。定子線圈由專用耐電暈漆包線制作而成，具有極佳的絕緣特性，使用壽命長；

對同步電機的快速響應(yīng)速度，出色的排氣響應(yīng)性能；

根據(jù)排氣溫度控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能效果，系統(tǒng)和各部件保持溫度穩(wěn)定的時間更長。噪聲也因為風(fēng)扇由變頻方法控制而減少。

3.系統(tǒng)原理及控制實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1雙變頻空壓機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

3.2控制實現(xiàn)

主機的啟動/停止功能是通過通信協(xié)議485控制，頻率由PID設(shè)置，實現(xiàn)閉環(huán)控制；

電磁閥控制邏輯是由主變頻器實現(xiàn)的，通過中繼終端以控制入口閥；

急停信號與數(shù)字輸入端子相連，選擇慣性停止功能；

溫度PID功能是由主變頻器實現(xiàn)的，其通過模擬信號來設(shè)置風(fēng)扇變頻器的頻率。調(diào)速信號為0至20mA；

風(fēng)扇的啟動/停止功能是由主變頻器（兼容電源頻率啟動/停止控制）的終端來控制；

風(fēng)扇故障信號屬于主機的外部故障信號；

機械故障通過終端來識別，當(dāng)識別到機械故障時，控制面板上會顯示報警；

整個雙變頻驅(qū)動系統(tǒng)的接線圖如圖2所示。

圖2雙變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣接線圖

4.現(xiàn)場情況

4.1電機參數(shù)

4.2現(xiàn)場圖

5.系統(tǒng)調(diào)試步驟

5.1主變頻器調(diào)試

第1步：電線電纜按照系統(tǒng)接線圖連接并確認。切斷觸摸面板的24V電源，并確保接地電纜連接正確（變頻器接地和外殼接地）；

注：壓力、溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號是電流信號，所以相應(yīng)的模擬信號輸入端子應(yīng)配置為電流信號；

第2步： P00.18設(shè)定為1，恢復(fù)出廠設(shè)置。根據(jù)電機實際情況，設(shè)置最大頻率P00.03和電機參數(shù)，然后再操作電機參數(shù)自整定；

注：如果SM銘牌上沒有電機額定電流，請根據(jù)變頻器額定電流或默認值設(shè)定P02.19。

第3步：按QUICK / JOG（快/慢）按鈕，減慢轉(zhuǎn)速檢查方向，如果不正確，更換電機電纜。

第4步：試運行。載頻P00.14設(shè)定為4。調(diào)整電機控制參數(shù)，特別是電流環(huán)。P03.09設(shè)定為電機功率的傳送值，參照表1。

5.2風(fēng)扇變頻器調(diào)試

第1步：電線電纜按照系統(tǒng)接線圖連接并確認。

注：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號是0至20mA。注意終端跳線的位置；

第2步： P00.18設(shè)定為1，恢復(fù)出廠設(shè)置。設(shè)置電機實際情況設(shè)置電機參數(shù)。按QUICK/JOG（快/慢）按鈕，減慢轉(zhuǎn)速檢查方向，如果不正確，更換電機電纜。

5.3系統(tǒng)調(diào)試

第1步：打開觸摸面板電源，等待系統(tǒng)啟動；

第2步：進入系統(tǒng)配置界面，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)：壓力傳感器參數(shù)、溫度傳感器參數(shù)和風(fēng)扇變頻器參數(shù)等等，然后按“一鍵設(shè)置參數(shù)”按鈕。系統(tǒng)將自動完成相關(guān)參數(shù)設(shè)定；

第3步：按照觸摸屏說明，調(diào)整用戶參數(shù)、生產(chǎn)參數(shù)和維護參數(shù)，然后運行。

5.4變頻器參數(shù)表

主變頻器的參數(shù)，見表2。

表2變頻器參數(shù)表

風(fēng)扇變頻器參數(shù)表，見表3。

表3風(fēng)扇變頻器參數(shù)

6.結(jié)論

集成于雙變頻驅(qū)動系統(tǒng)中的英威騰空壓機專用GD300-01變頻器在永磁同步空壓機上的成功應(yīng)用，提供了性價比更好的空壓機變頻器系統(tǒng)解決方案，降低了空壓機控制系統(tǒng)的故障點，并提供更好的一站式服務(wù)，使螺桿壓縮機的安裝和維護非常方便。隨著客戶更高的高效節(jié)能要求，同步電機越來越多地應(yīng)用于空壓機。英威騰空壓機專用GD300-01變頻器將會引導(dǎo)空壓機行業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)強大的拖拽能力和完善的控制系統(tǒng)。另外， GD300-01變頻器也可與異步空壓機兼容。

參考資料：

[1] 深圳市英威騰電氣股份有限公司《GD300-01操作說明書》

[2] 深圳市英威騰電氣股份有限公司《GD10操作說明書》