東元F510系列變頻器應用于空壓機
一．概述
空壓機是各種工廠、筑路、礦山及建筑行業的必備設備，主要用來提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣。傳統空壓機主要以工頻運行，采用加載—卸載閥來控制空壓機的供氣，由于頻繁加載、卸載不僅浪費電能而且增加設備的機械磨損，并且加載是一個突然的過程，會對設備和電網造成較大的沖擊。因此對設計變頻式空壓機逐漸成為市場趨勢。
目前變頻式空壓機大部分仍采用通用變頻器搭配普通異步電機的方式實現，這種搭配方式雖能實現一定的節能，但設備體積龐大、電機無法高速運行，電機效率較低，且在頻繁加卸載的情況下電機易出現過載報警。
東元集團近期推出高性能電流矢量型變頻器F510，搭配IPM電機應用與空壓機行業解決了普通變頻式空壓機的上述問題，使空壓機效率更高，更節能。
二．產品特色
1.目前國內應用于空壓機行業的IPM電機按照結構不同基本分兩類，標準IPM電機，空壓機機頭直接連接的一體式IPM電機。IPM電機應用于空壓機具有以下特點：
A：電機冷卻效果和運行可靠性好；
B：變速范圍大，變頻范圍從25%-100%（普通變頻從50%-100%）；
C：在整個變速范圍，電機的效率及功率因素幾乎不變；
D：電機可無限制地起、停。不會造成電機溫升增高，電流增大；
E：IPM電機磁通量是普通電機的三倍，從而使同功率下電機的長度可縮短至1/3，從而縮小空壓機體積。
圖 1 標準IPM電機
圖 2 一體式IPM電機
2.F510系列變頻器
F510是東元新開發的一款高性能電流矢量型變頻器，廣泛應用于暖通、水處理、壓縮機等行業，功率范圍3.7～600KW，主要特點如下，
A：全系列內置RS-485接口，支持Modbus通訊協議；
B：內置PMSLV模式，可直接驅動SPM、IPM等伺服電機；
C：可通過參數調整，應對電源電壓較低和不穩定的場合，保證變頻器正常運行。
圖 3 F510系列變頻器
三．螺桿式空壓機工作原理
以單螺桿空壓機為例說明空氣壓縮機工作原理，如圖1所示為單螺桿空氣壓縮機的結構原理圖。螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當螺桿在殼體內轉動時，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進氣口吸入，同時也吸入機油，由于齒溝嚙合面轉動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當齒溝嚙合面旋轉至殼體排氣口時，較高壓力的油氣混合氣體排出機體。
采用變頻器可通過改變螺桿轉子轉速的方式來改變排氣量，當用氣量發生變化時，變頻器改變轉速的方式調節空壓機的排氣量，達到排氣 壓力恒定不變，并節約能源的目的。
圖 4 螺桿式空壓機工作原理
四．F510應用于空壓機調試步驟
4．調試步驟
⑴ 根據工藝要求，完成F510系列變頻器與控制器和IPM電機之間的配線；
⑵ 將電機銘牌參數（額定功率、額定電壓、額定電流、電機極數、額定轉速等）輸入F510變頻器22—組參數，然后執行電機參數自學習22-21=1；
⑶ 自學習成功后，設置00-02=1、00-05=1、00-13=30、00-014=20、00-15=20、09-02=3、09-03=1等常用參數，啟動設備即可正常運行。
⑷ 設備運行正常后根據實際的用氣要求，適當調節控制器P、I參數，保證氣管出口壓力恒定。
圖5 F510變頻器接線圖
五．典型客戶
目前成功使用東元F510系列變頻器 + IPM電機應用在空壓機行業的主要客戶有，
⑴ 杭州仕邁（F510 + 一體式IPM）
⑵ 泉州華達（F510 + 分體式IPM）