永磁伺服變頻空壓機介紹

   我公司新近研發的永磁伺服變頻空壓機，在國內率先研發出永磁伺服電機＋專用驅動變頻器驅動的螺桿式空氣壓縮機，實現了技術上的重大突破。

這種機型具有以下幾個優勢：

1.外形尺寸小，整機結構緊湊，占地空間小。

2.高效率，節約每一份能量，整機效率較普通空壓機高12％～18％以上，超過GB19153-2009之1級能效標準，多增加的購買成本一般在1年內即可收回。

3.更高的智能控制，自動調節產氣量的大小，自動調節系統的溫度并恒溫運行，使操作運行非常簡單。

4.設計合理、整機可靠性高、維護保養簡單方便。

5.控制器采用計算機網絡遠程監控系統。用戶可以根據顯示的數據遠程發送相關的控制命令給空壓機控制器，從而實現了空壓機運行的遠程控制。

 之前此種機型由于技術上的難度，只有少數幾個國外空壓機品牌有相同的產品，而我們的產品研發成功，填補了國內品牌的空白。

1、結構與配置特點：

1.1采用直聯傳動或無軸承結構設計的電機，提高傳動效率，避免經常性的皮帶調整、更換等工作。

選用的聯軸器徑向剛性好，可滿足同步電機快速響應的傳動要求，傳動效率在0.99以上，而皮帶傳動的效率一般為0.94～0.96。另外重點介紹的是正在進行樣機實驗測試的22kW永磁同步電機采用的特殊的無軸結構，就是將電機的轉子與機頭的軸直接聯接在一起，電機沒有了軸承、沒有油封，電機與主機之間沒有皮帶、沒有聯軸器、沒有齒輪，因此不存在任何的機械摩擦損失與傳動損失，傳動效率為1，同時也沒有了軸承、油封或聯軸器的定期維護保養的麻煩。

1.2 高效率的永磁伺服電機（IPM－內嵌永磁體結構）：

1.2.1 與國內成熟的電機廠家合作，采用成熟的永磁伺服電機結構、制造技術、磁鋼為釹（NdFeB）永磁體，被稱為“永磁王”，是

目前磁性最高的永磁材料，且磁鋼經過特殊處理后可在較高的溫度下長期工作而不會出現退磁的現象。無軸承的電機結構省卻了軸承定期保養與更換的麻煩。

1.2.2 

合理的磁場設計、磁密分布，工作頻率范圍更寬廣，運行噪音低、運行更安靜。

1.2.3電機的效率始終保持在0.95左右的水平，功率因數接近1，較同規格的異步電動機效率提升5％～10％，無論輕載與重載，電機的效率始終保持高效。

1.2.4體積小，僅為異步電機的1/3，維護方便。 

1.2.5低溫升設計，溫升＜60K，使用壽命與使用系數大大提高；電機自帶的小型軸流風機根據溫升自動控制，開啟的時間很短，進一步降低能耗。

1.2.6強大的起動與運行力矩，低頻Hz全力矩穩定輸出，可以保證空壓機產氣范圍在0～100％（若降低排氣壓力，最大可達120％），而無需卸載。

1.2.7響應時間＜50ms，可在瞬間大范圍調節產氣量，使氣壓真正恒定。

1.2.8設有高精度傳感器，將HPM電機轉子的位置及時向空壓機控制器反饋使得電機轉速的調節達到最精確的效果，

1.3冷卻系統：

采用離心風機＋大余量的冷卻器，確保在環境溫度在45℃時仍有很好的冷卻效果；風機，轉速低、噪音低。

1.4變頻器的特殊換熱方式：

利用變頻器自身的風扇直接將變頻器的熱風排出到電控箱外，無需另外的軸流風扇接力排風，避免變頻器的冷卻風出現內部循環而出現變頻器高溫跳機的情況，可適應較高的環境溫度。同時在進風口設有帶過濾網的百葉窗，將空氣中的灰塵、纖維等雜質過濾掉，減少變頻器及其他電氣元件灰塵清理的次數，防止變頻器及其他電氣元件在潮濕的環境中出現短路等故障。

2、運行控制優點：

  2.1機組的排氣量精確控制，真正的恒壓運行，不管用氣量如何波動，始終保持壓力不變。對出氣口壓力的精確測量，使得用氣量微小的變化也可被感知，電機響應速度快，快速啟動、快速加載，在用氣量突變時可快速響應反應時間在50ms以內，可將系統壓力精確穩定在±0.05bar以內，完全避免因壓力波動而導致的用戶設備損害及產品出現缺陷，且進一步減少壓力波動導致的能量損失。

  2.2排氣量的調節范圍大，最小為額定流量的10％，而且仍可保持很高的效率（參考電機效率的曲線圖）。在設定的恒定壓力低于機組的額定壓力時，智能控制器可在不超過整機的額定功率的前提下自動提高電機轉速的上限，即可提高機組的最大排氣量，滿足用戶的用氣需求，充分發掘機組的產氣能力。最大可上浮空間約為15％。

  2.3休眠與喚醒功能：利用電機強大的起動與運行力矩，可以保證空壓機用戶用氣暫停時，控制器可快速停止電機的運轉，進入休眠狀態，而無需卸載釋放系統內壓，并且在用戶恢復用氣后快速喚醒啟動恢復供氣。

  2.4變頻軟啟動，降低了空壓機啟動能源消耗，將沖擊電流限制在100％以下，啟動電流的大幅度降低減小了最大用電負荷，可以節省大量的電費，允許無限次的啟停，并不影響到電機壽命。

  2.5系統溫度的準確控制，防止冷凝水的產生。通過環境溫度的監測，自動調整風機的轉速來控制主機的排氣溫度高于當前壓力的露點溫度。

3、永磁伺服變頻機的節能分析

3.1能效等級：

   假設按額定功率為37kW的機型計算，轉速同為4200rpm，排氣壓力為0.8MPa，排氣量Qo=5.84m3/min 

   a.永磁同步變頻機型的整機輸入功率測得為Pi=40.36kW，則整機的輸入比功率為：qi=Pi/Qo=40.36/5.84=6.91 

   b.而普通異步工頻機型的輸入功率測得為Pi=43.64kW，其整機的輸入比功率為：qi=Pi/Qo=43.64/5.84=7.47 

   根據最新的《GB15193-2009容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》中螺桿空氣壓縮機的標準，1級能效為輸入比功率qi＜7.2，2級能效為輸入比功率7.2≤qi＜8.1，因此永磁同步機型為1級能效，普通異步工頻機型只能達到2級能效。