空气压缩机行业现代化节能驱动与智能驱动

1空气压缩机行业特点

2传统空气压缩机机械电控柜主要缺失

3 空气压缩机行业待解决电气问题

4 各种启动装置启动特性比较

5 流体机械、产业机械、机床行业应用

6 推荐替代产品

7 替代的主要效益

8 节电模式

9 使用传统交直交变频器主要缺失

10 传统软启动与瘦斯达变频式软启差异分析

1. 空气压缩机行业特点

空气压缩机设备是最普遍的通用机械设备，从机场、地铁、电厂、酒店、企业、轮船、事业单位等均需要配备使用；空气压缩机机械配备有引风机、鼓风机、炉排、水泵等交流异步电机驱动；传统采用接触器控制电机起停，也有使用阀门、挡板调整流量，现在很多使用变频器作为驱动控制，这些控制方式都存在很大的节能及优化改良空间。

传统空气压缩机机械电控柜均采用接触器或交直交变频器电控柜，由分离式电气器件组成，成本高体积大，配线复杂损耗大（星三角启动就必须六条动力线），故障率高需要专责电气人员定期检修，电网容量需求大运行效率低导致电费高还必须投资节能改造、技术改造、无功补偿、谐波污染防治等设备（参考以下图表）。

2. 传统空气压缩机机械电控柜主要缺失

瘦斯达节能型交流驱动器替代传统电控柜的效益：

降低20%电气总投资费用，每月节约20%+20%电费，电控柜缩小80%体积。

统空气压缩机（简称空压机、气泵）在小功率容量采用气缸压力检测，通过接触器直接起停交流电机来控制压力；中大功率空压机利用电磁阀做加载-卸载（Loading-Unloading）方式控制压力（或控制进气阀门）；也有采用变频器驱动控制，这些控制方式都不够完善，成本偏高，智能化程度较低且存在许多节能空间。

3. 空气压缩机机械行业待解决电气问题

1. 降低电气总投资成本，也就是降低电控柜、动力线等费用。

2. 电控柜缩小体积；电机保护更齐全。

3. 节电；每月基本电费与流动电费均有效下降；不再使用加载-卸载模式节能运行。

4. 提高可靠性，接触器不要故障，不要火花拉弧现象。

5. 平滑启动，没有启动电流冲击及机械冲击问题。

6. 免除再投资购买各种电气辅助设备。

7. 智能自动化节能驱动控制。

8. 现代化人机界面控制。

4. 各种启动装置启动特性比较

传统电气工程师都是按照电机5-8倍启动特性设计驱动控制；电机不能随意启停，越大功率限制越严格，因为会影响到电网质量、电机寿命、输配电线、开关设备、负载安全等连串问题。

西普瘦斯达变频式电机软启动器将改变过去百年来交流电机启动冲击电流问题；瘦斯达驱动交流异步电机在满载转矩时的启动电流只需要额定电流（参考图一到图三）。

瘦斯达节能型交流驱动器-A6是替代传统电控柜的核心部件，采用变频式交交变频技术在满载转矩启动时只需额定电流，大幅度降低电网容量需求。还有智能信息物联网通讯，半导体器件全数字控制技术，带有节能与全方位电机保护功能，是21世纪最先进可靠的交流异步电机绿色节能智能控制产品。

由于没有启动冲击电流发生，交流电机可以随意启停控制，不会增加电网容量、开关设备、输配电线等负担，也没有电网谐波污染，电机寿命也不受影响，那么电机任意启停没有限制；这样才能有效提高能源利用率，改变了传统电机节能降耗的观念。

图四及图五说明了环保型绿色变频器的输出特性，与传统电压型变频器具有相同的输出特性，输出高转矩，分为恒转矩-G与平方递减转矩-P输出特性。

                  图一：启动电流特性                         图二：软启动特性                                          图三：启动转矩特性

          图四 X7输出转速与输出电压曲线                 图五 X7输出转速与输出转矩曲线

5. 流体机械、产业机械与机床行业应用

传统移相软启动器有局限性，就是无法带载启动，因为采用移相减压原理将抑制启动电流，而交流异步电机的特性是电压与电机转矩平方成比例，因此即使在流体机械的应用里，如果有回风、持压或锈泵都是无法顺利启动的，也就是如果有负载时启动电流还是非常大的，所以传统移相式电机软启动器应用的市场就局限于风机、水泵、压缩机等负载，无法带载启动。

瘦斯达采用交交变频转矩控制技术（VVVF）作为启动技术，驱动电机在额定负载情况下启动电流也只有额定电流而已（请参考上图）。简易型家族具有递减转矩输出（P）与恒转矩输出（G）两种输出特性可选，突破了传统软启动器的局限性；P递减转矩输出特性可应用于流体机械应用还可解决带载启动问题，G型恒转矩输出特性可应用在产业机械与工具机械负载。

空压机行业所有的交流异步电机驱动控制均可选用西普产品。

6. 推荐替代产品

现代化空气压缩机节能驱动

瘦斯达节能型交流驱动器专门为空气压缩机负载设计的现代化空气压缩机交流异步电机驱动控制器，降低电气总投资费用30%左右，解决客户传统电机驱动控制的缺失，缩小电控柜体积80%，达到绿色节能与智能控制目的；不同的机型系列具有不同的驱动控制功能；包括手动、开关量、模拟量控制方案，提供全方位电机保护功能，现代化人机界面触摸屏，变频式软启停控制没有启动冲击电流，可接受开关量或模拟量信号反馈闭环控制，允许频繁启动功能达到恒压力/恒流量控制目的.

推荐节能驱动选型

替代传统高压变频器方案、替代传统高压电机软起动器、替代星三角降压等各种软启动装置

1. 选用瘦斯达节能型交流驱动器-A6/H6替代传统移相式电机软启动或星三角降压启动装置达到无启动冲击电流降低电网容量达到降低基本电费，运行时可通过PFC控制解决大马拉小车问题达到减免无功补偿设备，2X二段速度低速节能，可频繁启动提高能源利用率达到降低流动电费目的，利用负载物理量检测反馈来自动启停电机，调整电机做功满足变动负载特性需要。

2. 选用瘦斯达变频式交流驱动器-A5/H5替代传统移相式电机软启动或星三角降压启动装置，无启动冲击电流降低电网容量达到降低基本电费；可使用多次启动模式提高能源利用率达到降低流动电费目的，利用开关量反馈控制电机启停方式调整做功满足变动负载特性需要。

3. 选用普司达环保型绿色变频器-A7/H7直接替代传统交直交变频器或高压单元串联变频器，具有前面两种产品的功能特性还增加变频调速功能；虽然两者虽然都是变频器，性能却大不相同；普司达产品没有电网污染问题也没有高频干扰污染问题不必投资谐波抑制设备，而且提高25%以上的节能效果及旁路节能运行。

4. 直接选用普司达智能全数字电控柜-P，由本公司按照客户需要推荐各种现代化驱动控制装置全面解决传统空气压缩机机械问题，降低电气总投资成本，降低电费及检修成本，智能制造控制。

5. 单相电源请选用单相变频式交流驱动器-M6或单相变频式电机软启-M5；需要调速请选用环保型绿色变频器-M7，以上均可直接驱动单相电机.

7. 替代的主要效益

1. 电气投资总成本下降20%左右。

2. 电控柜体积缩小80%。

3. 电网容量下调20%-基本电费下降20%。

4. 流体负载平均可降低20%流动电费。

5. 接触器采用半导体过零开关控制，没有火花拉弧现象。

6. 不必再投资购买节能改造、技术改造、无功补偿、污染防治设备。

7. 具有远程监控功能，局网、总线、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

8. 全方位电机保护功能，电机不再烧毁。

9. 智能全数字电控柜，显示屏或触摸屏现代化人机界面。

8. 节电模式

标准节能：间歇性做功提高能源利用率。

旁路节能：负载率较高时可以旁路运行（DOL），没有多余损耗。

闭环节能：通过开关量传感器反馈信号作为启停指令。

轻载节能：透过PFC功能达到轻载自动降压达到降低运行损耗提高功因功能。

低速节能：不均匀负载在等待期间可以降低转速2X运行达到节能效果（例如输送带）。

调速节能：流体机械的转速与功率成三次方关系，恒转矩输出则为正比例关系。

H5/A5节能模式

软启停控制是最通用的节能模式，利用手动或者负载信号检测反馈开关量来启停电机达到控制做功的目的，例如：空压机、风机、泵类、压缩机利用压力传感器的上下限开关量来启停驱动电机。H5本身采用变频式技术，瘦斯达可以无冲击电流平滑启停电机，即使在满载转矩下也只需要额定电流，电网没有谐波污染问题；瘦斯达驱动时交流异步电机没有启动冲击电流而且能够满载恒转矩启动的特性将颠覆交流电机驱动控制传统观念。

固定电费评估：由于没有启动冲击电流，电网变压器容量可以有效下降，至少节约25%的固定电费。

流动电费评估：依据负载做功需求情况来决定驱动电机的启停控制，提高能源利用率。节电效果可能20%（依据工况决定）。

主要节能降耗技巧可点击参考瘦斯达节能降耗技巧。

H6/A6节能模式

在H5节能模式的基础上增加轻载节能与低速节能的功能；

大马拉小车是目前最普遍的现象，也就是电机运行在额定负载以下，这样会提高线损、降低功因提高无功补偿设备费用。轻载节能就是解决大马拉小车的问题。

低速节能在输送带系统普遍应用，例如机场、商场、地铁等没有旅客时可以降低转速达到有效节能的目的，在电磁阀控制系统卸载时也能再次降低损耗50%左右。虽然传统变频器也能做到，但是必须支付额外15%的损耗、电网谐波污染、PWM噪音、无线电干扰等成本问题。

H7/A7节能模式

流体机械最重要的调速目的在于节能，因为速度与功率三次方的比例，节能效果明显。产业机械转速与功耗成正比关系，但是更多的目的在于生产工艺需要。

H7/A7就是绿色变频器，采用特殊VVVF控制技术，能够实现传统变频器的节能省电功能，而且还提高15%以上节电空间（高压可提高25%），没有电网污染、无线电干扰与PWM噪音问题。

还有比传统变频器更好的地方就是H7能够旁路运行，在接近工频速度就可以直接旁路，这是传统变频器做不到的。其他功能请参考H5及H6相同的节能模式介绍。

详细应用技术请参考瘦斯达节能降耗原理资料

9. 使用传统交直交变频器的缺失

传统电压型变频器采用交直交技术造成电网谐波电流污染严重，又是采用高频载波PWM技术，带来了极大的无线电干扰（EMI）与PWM污染问题，导致驱动电机损耗提高10%左右，电腐蚀现象严重，线圈承受3倍的突波电压，电机驱动线集肤效应严重。

低压电压型变频器驱动系统的损耗超过15%以上，高压多电平控制技术因为使用移相变压器导致效率再降低10%以上，因此传统高压变频器体积大、价格高、器件多、故障率高、运行效率低的特点。

传统电压型变频器的环境污染问题严重，治理需要投资高于变频器的价格，而且无法全部有效抑制，治理设备的损耗更大。因此完全失去了节能驱动的价值。

10. 传统软启动与瘦斯达变频式软启动差异分析

采用传统移相电机软启动器作为电机驱动控制产品的效果有限，除了降低少部分启动电流外没有其他效益产生，因为移相软启动器启动电流在2-6倍（直接启动5-8倍），不能带载启动（电压与转矩平方成比例），因此常有启动失败问题发生。采用移相电机软启动器还必须进行节能改造，无功补偿等设备投资。

瘦斯达节能型交流驱动器替代传统移相式电机软启动器具有许多效益，参考下列表格。