东元F510系列变频器应用于空压机
一．概述
空压机是各种工厂、筑路、矿山及建筑行业的必备设备，主要用来提供源源不断的具有一定压力的压缩空气。传统空压机主要以工频运行，采用加载—卸载阀来控制空压机的供气，由于频繁加载、卸载不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损，并且加载是一个突然的过程，会对设备和电网造成较大的冲击。因此对设计变频式空压机逐渐成为市场趋势。
目前变频式空压机大部分仍采用通用变频器搭配普通异步电机的方式实现，这种搭配方式虽能实现一定的节能，但设备体积庞大、电机无法高速运行，电机效率较低，且在频繁加卸载的情况下电机易出现过载报警。
东元集团近期推出高性能电流矢量型变频器F510，搭配IPM电机应用与空压机行业解决了普通变频式空压机的上述问题，使空压机效率更高，更节能。
二．产品特色
1.目前国内应用于空压机行业的IPM电机按照结构不同基本分两类，标准IPM电机，空压机机头直接连接的一体式IPM电机。IPM电机应用于空压机具有以下特点：
A：电机冷却效果和运行可靠性好；
B：变速范围大，变频范围从25%-100%（普通变频从50%-100%）；
C：在整个变速范围，电机的效率及功率因素几乎不变；
D：电机可无限制地起、停。不会造成电机温升增高，电流增大；
E：IPM电机磁通量是普通电机的三倍，从而使同功率下电机的长度可缩短至1/3，从而缩小空压机体积。
图 1 标准IPM电机
图 2 一体式IPM电机
2.F510系列变频器
F510是东元新开发的一款高性能电流矢量型变频器，广泛应用于暖通、水处理、压缩机等行业，功率范围3.7～600KW，主要特点如下，
A：全系列内置RS-485接口，支持Modbus通讯协议；
B：内置PMSLV模式，可直接驱动SPM、IPM等伺服电机；
C：可通过参数调整，应对电源电压较低和不稳定的场合，保证变频器正常运行。
图 3 F510系列变频器
三．螺杆式空压机工作原理
以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理，如图1所示为单螺杆空气压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。
采用变频器可通过改变螺杆转子转速的方式来改变排气量，当用气量发生变化时，变频器改变转速的方式调节空压机的排气量，达到排气 压力恒定不变，并节约能源的目的。
图 4 螺杆式空压机工作原理
四．F510应用于空压机调试步骤
4．调试步骤
⑴ 根据工艺要求，完成F510系列变频器与控制器和IPM电机之间的配线；
⑵ 将电机铭牌参数（额定功率、额定电压、额定电流、电机极数、额定转速等）输入F510变频器22—组参数，然后执行电机参数自学习22-21=1；
⑶ 自学习成功后，设置00-02=1、00-05=1、00-13=30、00-014=20、00-15=20、09-02=3、09-03=1等常用参数，启动设备即可正常运行。
⑷ 设备运行正常后根据实际的用气要求，适当调节控制器P、I参数，保证气管出口压力恒定。
图5 F510变频器接线图
五．典型客户
目前成功使用东元F510系列变频器 + IPM电机应用在空压机行业的主要客户有，
⑴ 杭州仕迈（F510 + 一体式IPM）
⑵ 泉州华达（F510 + 分体式IPM）