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略談變頻技術(shù)在螺桿壓縮機(jī)組中的應(yīng)用

通過(guò)頻率轉(zhuǎn)換器改變供電的頻率，繼而同步改變主電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，間接同步地調(diào)整螺桿壓縮機(jī)組的排氣量，從而使用戶的用氣量與壓縮機(jī)組排氣量緊密聯(lián)系起來(lái)，所期望的節(jié) 能效果，這就是變頻技術(shù)在空氣壓縮行業(yè)中的技術(shù)應(yīng)用方式，該項(xiàng)技術(shù)使螺桿壓縮機(jī)的技術(shù)水平新的高 度。歐美國(guó) 家早在上世紀(jì)九十年代初期已經(jīng)大量使用好的變頻螺桿壓縮機(jī)組，目前在使用的螺桿壓縮機(jī)組中所占的比重已經(jīng)高達(dá)60%以上。近年，由于變頻技術(shù)的推廣，中國(guó)的壓縮機(jī)用戶也開(kāi)始關(guān)注并使用中。

變頻技術(shù)在螺桿空氣壓縮機(jī)組中的應(yīng)用，節(jié) 能是其的優(yōu)點(diǎn)，另外，其基本不變的高功率因數(shù)，真正意義上的軟啟動(dòng)、停，都是為用戶可提供的使用便利及優(yōu)惠。如下圖：

由于螺桿壓縮機(jī)組在中國(guó)的大量應(yīng)用，噴油螺桿壓縮機(jī)組，使用的用戶數(shù)量較多。在電力緊缺的環(huán)境壓迫下，有許多用戶開(kāi)始尋找變頻的解決方法，于是各種方式方法魚(yú)龍混雜，需要關(guān)注的是在標(biāo)準(zhǔn)噴油螺桿式壓縮機(jī)組上添加外置變頻器的所謂“變頻技術(shù)改造”，鑒于其的欺騙性及危害性，從原理上做如下分析：

變頻技術(shù)在噴油螺桿機(jī)組的應(yīng)用，要具備的以下要素：

1、內(nèi)置于壓縮機(jī)組內(nèi)的變頻器（如圖），其整體要符合EMC國(guó) 際電磁兼容性標(biāo)89/336/EEC，適用電壓范圍380-500 V，適用頻率范圍50-60 Hz，要具備沒(méi)有破壞性的共振頻率，沒(méi)有高頻電磁干擾，沒(méi)有破壞性的電纜電壓反饋等等特性。在壓縮機(jī)組的外部添加變頻器是沒(méi)有多少難度的，但是添加的變頻器是否具備以上特性，更重要的是有否提供防范高頻和低頻諧波的污染的設(shè)備：RF（無(wú)線電頻率）過(guò)濾器和諧波過(guò)濾器。這在市場(chǎng)中部分人所鼓吹的所謂“變頻改造技術(shù)”中都是含混其辭的，可信度極為有限。

2、專門(mén)匹配的變頻電機(jī)，具備寬泛的可調(diào)轉(zhuǎn)速范圍，沒(méi)有“速度窗口”，并且重要的是在各種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)下基本不變的高的電機(jī)效率及功率因子。什么意思？就是說(shuō)這些是普通標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)所不具備的。如果用戶只是采用所謂“變頻技術(shù)改造”，在標(biāo)準(zhǔn)噴油螺桿壓縮機(jī)組外添加一個(gè)變頻器，即使變頻器符合了要求，但是標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組內(nèi)安裝的是普通標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，其運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)是一段一段的可調(diào)的，在全部可調(diào)節(jié)的大區(qū)間內(nèi)存在大量不可調(diào)節(jié)的小區(qū)間，這就是“速度窗口”，不具備真正變頻電動(dòng)機(jī)的連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，使機(jī)組的調(diào)節(jié)節(jié) 能的愿望大打折扣。另外，關(guān)鍵的是電機(jī)效率及功率因子問(wèn)題：普通標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)本無(wú)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)要求，其電機(jī)效率及功率因子僅在額定轉(zhuǎn)數(shù)下才到標(biāo)準(zhǔn)值，如果強(qiáng)行改變?cè)撾姍C(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，無(wú)論是升高還是降低，其電機(jī)效率及功率因子都會(huì)下降，本來(lái)是希望通過(guò)調(diào)節(jié)到節(jié) 能效果，但是調(diào)節(jié)的結(jié)果是電動(dòng)機(jī)的效率及功率因子下降了，無(wú)功功率增加，本應(yīng)當(dāng)節(jié)約的能量又被浪費(fèi)了一部分，這就是有如此改造的用戶發(fā)現(xiàn)節(jié) 能效果不明顯的問(wèn)題根源。

3、計(jì)算機(jī)多元化特 殊設(shè)計(jì)的變頻主機(jī)及連軸外體等。是專門(mén)為變頻噴油螺桿壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)的螺桿轉(zhuǎn)子、主機(jī)外體以及適合所有轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部件等，例如聯(lián)軸罩殼體、連接管路等等。因?yàn)?span style="text-indent: 32px;">要在變頻調(diào)節(jié)的全部轉(zhuǎn)速范圍下，不能有共振現(xiàn)象發(fā)生。而這在只是強(qiáng)行改變普通噴油螺桿壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)速的所謂“變頻改造技術(shù)”中是做不到的，因?yàn)槠胀▏娪吐輻U壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中只考慮到額定轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離共振點(diǎn)，其他轉(zhuǎn)速下是不做設(shè)計(jì)的。

4、專門(mén)匹配的變頻螺桿主機(jī)。在普通噴油螺桿壓縮機(jī)組中，由于其本身沒(méi)有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)計(jì)要求，機(jī)組內(nèi)安裝的螺桿主機(jī)以及聯(lián)軸器等等都是按照額定轉(zhuǎn)數(shù)下連續(xù)使用設(shè)計(jì)的。如果用戶只是采用在標(biāo)準(zhǔn)噴油螺桿壓縮機(jī)組外添加一個(gè)變頻器的所謂“變頻改造技術(shù)”，這些部件本不符合調(diào)節(jié)要求，螺桿主機(jī)會(huì)表現(xiàn)出類似于電動(dòng)機(jī)效率方面下降的問(wèn)題。但是，更大的隱患也會(huì)產(chǎn)生：由于標(biāo)準(zhǔn)噴油螺桿壓縮機(jī)組的螺桿主機(jī)壓縮腔內(nèi)在運(yùn)行中是有一 定的噴射油量的要求（噴油螺桿壓縮機(jī)組的工作原理），該噴油量是在額定轉(zhuǎn)數(shù)的基礎(chǔ)下設(shè)計(jì)好的，如果發(fā)生轉(zhuǎn)數(shù)變化，噴油量隨之發(fā)生減少，影響到主機(jī)的冷卻、潤(rùn)滑等功能，主機(jī)機(jī)體內(nèi)會(huì)發(fā)生不同程度積碳，嚴(yán)重者主機(jī)咬死報(bào)廢。而在專為變頻設(shè)計(jì)的變頻螺桿主機(jī)內(nèi)，噴油量是在轉(zhuǎn)數(shù)的變化下保持不變的。

從以上變頻壓縮機(jī)組要具備的幾大要素中不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上只依靠改變某一部件從而希望到變頻目的的愿望是不現(xiàn)實(shí)的，存在嚴(yán)重的不科學(xué)性及危害性。盲目進(jìn)行所謂的“變頻技術(shù)改造”，由于不能得到原壓縮設(shè)備提供者的認(rèn) 可，更會(huì)影響到原設(shè)備的質(zhì)量及維護(hù)，這樣一來(lái)只會(huì)加重企業(yè)的負(fù)擔(dān)和風(fēng)險(xiǎn)，希望廣大標(biāo)準(zhǔn)噴油螺桿機(jī)組的用戶三思而止行，不要受到偽科學(xué)的蒙蔽。