一、引言

传统的空压机变频驱动系统一般由变频器、空压机专用控制器、操作面板、变压器、控制开关和接触器等构成，在安装及维护时存在着以下弊端：控制回路接线复杂，安装费时费力，出现故障也不方便查找原因，而且控制柜的整体美观性不足。

针对螺杆空压机专门开发的空压机变频控制系统集成普通空压机PLC控制逻辑，而且还能控制风机变频的启停和调速，以确保机头(油温)温度在设定范围内。同时优化的电源模块提供AC220V/AC110V和DC24V电源，满足空压机系统所需一切电源要求。本文将具体介绍空压机专用变频器空压机成套电控系统在广州某永磁同步空压机上的应用。

二、双变频永磁同步空压机系统的特点

空压机专用变频器是一款专用产品。变频器将空压机原控制系统中的控制器/PLC功能集成到变频器内，可将控制器/PLC省掉，并且内部集成PT100温度检测功能，实现风机变频控制，保证油温恒定。与普通异步变频空压机竞争产品相比，具有以下产品功能优势：

l  永磁电机与压缩机主机采用内嵌式一体轴直连结构，结构更加紧凑，传动效率100%；

l  没有电机轴承：带有永磁体的转子直接安装在阳转子的伸出轴上。这种结构无需使用轴承，从而消除了电机轴承故障点；

l  电机体积小，一般约为普通调频电机尺寸1/3，便于拆装；

l  电机转速低时，永磁电机仍能保持很高的电机效率，与普通调频主机相比，节能性能更优越；

l  永磁同步电动机（PM电机）采用高性能钕铁硼永磁体，120℃不失磁，定子线圈采用变频器专用耐电晕漆包线，绝缘性能卓越，使用寿命更长；

l  同步电动机响应速度快，在排气响应度上表现卓越；

l  根据排气温度，控制风扇转数，抑制电力浪费，同时因为稳定系统及整体部件的温度，提高了耐久性，而且，风扇的变频化，使噪音进一步减小。

三、系统原理及控制实现

3.1 系统框图

                                                                             图1 双变频空压机控制系统框图

3.2 系统各模块功能简介

Ø  主机变频：电控系统核心部件，主机驱动机构，并取代PLC/控制器，兼顾所有控

制功能，包括空压机专用控制/逻辑功能、压力/温度信号处理、各类外围故障处理等。

Ø  触摸屏VK070-N0CXR：人机交互界面，具有系统参数配置操作和系统状态显示功能。 包括空压机运行全部参数设置功能、空压机运行状态（电流、功耗等）、部件保养/使用时间、空压机运行历史曲线等显示功能。分级密码操作，安全性好。

Ø  辅助电源模块：提供空压机正常运行所需各类辅助电源，包括电磁阀和接触器工作所需电源，AC220V/AV110V双路可选，提供触摸屏工作所需DC24V电源，提供风机相序检测和电机温度显示（兼容PT100）。

Ø  风机变频：散热风机变频控制器，主机变频检测机头油温并通过PID控制确定风机变频运行转速，保证机头油温恒定，进而保证油路润滑性最佳。风机的变频化也使得系统噪音更小，同时兼顾一定的节能效果。

3.3 控制实现

Ø  主机控制模式：主机的启停由485通讯控制，频率给定为PID控制设定，实现压力闭环控制。

Ø  加载阀控制：电磁阀控制逻辑由主变频实现，用于控制进气阀，由继电器端子实现

Ø  散热风机控制：风机启停由主变频通过排气温度确定，PID控制调节散热风机转速保证油温恒定，并有效降低系统噪音

Ø  辅助电源提供：电磁阀和风机接触器电源由英威腾PP100-01电源模块提供，AC220V/AC110V双路电源可选

Ø  温度信号检测：兼容两路温度检测，排气温度兼容直接PT100检测，电机过温保护兼容PTC开关量保护和PT100直接测温保护

Ø  紧急事件处理控制：急停信号接入开关量输入端子，选择自由停车功能

Ø  风机相序检测：风机相序检测保护功能由电源模块检测并由主变频进行故障处理

Ø  机械故障保护：机械故障由端子识别，机械故障识别后，控制屏进行报警处理

整个双变频驱动系统电气接线如图2所示：

结束语

空压专用变频器双变频驱动系统在永磁同步空压机上的成功应用，提供了更高性价比的空压机变频系统方案，精简的控制系统减少了空压机故障点，同时也提供了更便捷的一站式服务，使螺杆空压机的安装和维护变得轻松快捷。在进一步追求高效节能的需求下，同步电机在空压机系统上的应用正在迅速发展，空压机变频专用控制系统以其强大的驱动能力和完善的控制系统必将引领空压机行业发展。