一、空氣壓縮機變頻調速控制系統及原理
【壓縮機網(wǎng)】空氣壓縮機變頻調速控制系統如圖1所示。
電動(dòng)機拖動(dòng)空氣壓縮機旋轉，使之產(chǎn)生壓縮空氣，并存儲于儲氣罐中。儲氣罐中空氣壓力的大小取決于空氣壓縮機產(chǎn)生壓縮空氣的能力(本系統中即取決于電動(dòng)機的轉速)和用戶(hù)用氣量之間的平衡狀況，為了保證供氣質(zhì)量，要求儲氣罐空氣壓力穩定在某一數值上。儲氣罐內的壓力為被控量，壓力變送器將儲氣罐的壓力變換成電信號送給變頻器PID單元，與壓力給定值進(jìn)行比較，PID功能單元根據比較所得偏差的大小和方向按預定的PID運算規律運算后產(chǎn)生控制信號改變變頻器的輸出，從而改變電動(dòng)機的轉速，使儲氣罐內的實(shí)際壓力始終維持在給定值上。同時(shí)，設置工頻電源電路，使空氣壓縮機在變頻器出現故障時(shí)不致長(cháng)時(shí)間停機，并利用變頻器工頻運行切換控制功能，進(jìn)一步提高電機的運行效率。
二、系統配置與變頻器功能設置
1、配置原理
主電路由斷路器QF、接觸器MC1、MC2、MC3及熱繼電器FR構成。三相電源通過(guò)斷路器QF引入;接觸器MC1用于將電源接至變頻器的輸入端，MC3用于將變頻器的輸出端接至電動(dòng)機，MC2用于將工頻電源直接接至電動(dòng)機；熱繼電器FR用于對電動(dòng)機進(jìn)行過(guò)載保護。
端子MRS、CS、STF信號的ON/OFF確定變頻器工作狀態(tài)，分別接入開(kāi)關(guān)QS1、繼電器KA0常閉觸頭和開(kāi)關(guān)QS2。端子RT(X14)接入繼電器KA3常開(kāi)觸頭，其信號置于“ON”時(shí)，變頻器進(jìn)行PID控制，目標值即壓力給定信號通過(guò)外接電位器進(jìn)行設定，由端子2～5間輸入，測量值信號來(lái)自壓力變送器，由端子4～5間輸入。IPF、OL、FU為主機集電極開(kāi)路輸出端子，用于工頻運行切換功能，允許負載為DC 24V、0.1A，采用線(xiàn)圈電壓為24V的繼電器KA1、KA2、KA3分別控制交流接觸器MC1、MC2、MC3 ，并加保護二極管。當接觸器MC1、MC3吸合時(shí)，電機在變頻器控制下運行，當接觸器MC2吸合時(shí)，電機在工頻下運行。工頻切換時(shí)，MC3先斷開(kāi)，使電動(dòng)機脫離變頻器，經(jīng)適當延時(shí)后MC2吸合，將電動(dòng)機接至工頻電源?？諝鈮嚎s機變頻調速控制系統配置如圖2所示。
按下按鈕SB1，接觸器MC1吸合，合上開(kāi)關(guān)QS1、QS2，變頻器啟動(dòng)（正轉），電動(dòng)機開(kāi)始運行。A1、B1、C1為異常輸出端子，當變頻器發(fā)生故障時(shí)，A1-C1間導通，蜂鳴器HA與信號燈HL發(fā)出聲光報警；同時(shí)，繼電器KA0常閉觸頭斷開(kāi)，使CS信號置于“OFF”，從而切換為工頻運行，操作人員可用按鈕SB0解除報警信號，并對變頻器進(jìn)行檢修。
2、變頻器
空氣壓縮機處于長(cháng)時(shí)間連續運行狀態(tài)，且屬于恒轉矩負載和連續變動(dòng)負載，變頻器采用三菱FR2A700系列通用變頻器。該變頻器為可信度很高的產(chǎn)品，使用方便，操作、維護簡(jiǎn)單，可根據設備的轉矩特性設定最適合的V/F曲線(xiàn)，具有豐富的PID功能，具有良好的瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能、頻率跳變功能和工頻切換順序控制功能以及完善的安保功能，能對應各種標準并具有對環(huán)境的友好性。
由于負載并非低速下長(cháng)時(shí)間運行的情況，變頻器的容量選擇與電動(dòng)機容量相同，如30kW電動(dòng)機配用FR-A740-30K-CHT變頻器。變頻器運行控制方式采用V/F控制方式，因為壓縮機對各種參數的控制精度要求不高，無(wú)須采用矢量控制，采用變頻調速的重要目的之一是輕載時(shí)提高電動(dòng)機的效率實(shí)現節能，而變頻器的節能功能只有在V/F控制方式下才有效。
3、壓力變送器
壓力變送器采用ATE1151電容式壓力變送器，其輸出信號為二線(xiàn)制24V供電、4～20mA輸出，量程范圍0～2000kPa。該儀表性能穩定、質(zhì)量可靠、精度高、價(jià)格低廉、防爆及耐壓、耐腐性能好，并帶現場(chǎng)指示表。
4、PID作用設置
PID控制的目的是要取得較好的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)控制指標，當比例增益很大時(shí)，會(huì )發(fā)生調節過(guò)頭又反向調節導致振蕩。為防止超調、避免振蕩，適當減小比例增益增加積分環(huán)節，能有效消除偏差。對于容易發(fā)生振蕩的系統，比例增益只能設定得小一些，這又會(huì )發(fā)生當用氣量急劇變化時(shí)，被控量（壓力）難以迅速恢復的情況，微分控制能根據偏差變化的趨勢迅速作出反映，提前給出一個(gè)相應的調節動(dòng)作?？諝鈮嚎s機系統對過(guò)渡過(guò)程時(shí)間要求不高，故用PI調節方式，以減少對變頻器的沖擊。
5、變頻器功能設置
變頻器的功能設置如下:
?、偕?、下限頻率。如轉速超過(guò)額定轉速，電動(dòng)機的輸出功率將超過(guò)其額定容量，因此，上限頻率一般不宜超過(guò)額定頻率（50Hz）；如轉速過(guò)低，使壓縮機的工作穩定性變差、機械性能變差。因此，下限頻率一般不宜低于額定頻率的80%（40Hz）。所以，設Pr1=50Hz，Pr2=40Hz。
?、诩?、減速時(shí)間。由于空氣壓縮機不經(jīng)常起動(dòng)，且對升、降速時(shí)間無(wú)特別要求，所以升、降速時(shí)間可適當地選長(cháng)一點(diǎn)，以免“過(guò)流”或“過(guò)壓”，如設Pr7=30s、Pr8=25s。
?、凵?、降速方式。希望開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)頻率上升得快一些，以利于迅速啟動(dòng)起來(lái)，達到一定轉速后，因壓縮空氣已經(jīng)有相當的壓力，頻率的上升速度宜減緩；降速過(guò)程則相反，開(kāi)始時(shí)頻率應下降得慢一些，當速度已經(jīng)下降到一定程度后可加快降速。由于壓縮機非經(jīng)常啟動(dòng)、停止，可設Pr29=4或2、0，即選擇S字加減速C，或S字加減速B和直線(xiàn)加減速方式，一般能滿(mǎn)足要求。
?、苓m用V/F樣式?？諝鈮嚎s機屬于恒轉矩負荷，設Pr14=0。
?、葸\行模式。設Pr79=2，使變頻器工作固定為外部運行模式。
?、轕ID控制。設Pr128=20，將PID動(dòng)作選擇在負作用。并設定Pr127=某一頻率（如45Hz），使電動(dòng)機的啟動(dòng)運行在到達此頻率前為通常運行模式。
?、咔袚Q功能。為使工頻切換順序功能有效，設Pr135=1;
設Pr136=110s，使繼電器KA2和KA3的切換動(dòng)作互鎖時(shí)間為1s;
設Pr137=110s，使啟動(dòng)開(kāi)始等待時(shí)間為1s;
設Pr138=1，使變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)切換到工頻運行功能有效；
設Pr139=50Hz使變頻-工頻自動(dòng)切換頻率為50Hz；工頻-變頻自動(dòng)切換動(dòng)作范圍則根據系統控制精度要求等具體情況定，如：設Pr159=0.5Hz，在頻率指令未滿(mǎn)49.5Hz時(shí)作工頻-變頻的切換；
設Pr57=0.5s，使變頻器從瞬間停電到恢復正常供電后再啟動(dòng)的等待時(shí)間（自由運行時(shí)間）為0.5s；
設Pr58=0.5s，使再啟動(dòng)時(shí)的電壓上升時(shí)間為0.5s。
?、噍斎?、輸出端子功能分配。
設Pr178=60，STF端子用于正轉運行控制；
設Pr186=6，CS端子用于瞬停再起動(dòng)控制；
設Pr185=7，JOG端子用作OH端子，接受外部熱繼電器輸入；
設Pr183=14，RT端子作為PID控制有效端子；
設Pr191=47，SU端子功能選擇PID控制動(dòng)作中;
設Pr192=17、Pr193=18、Pr194=19，使IPF、OL、FU端子用于工頻切換控制繼電器KA1、KA2、KA3。
?、崞渌?。如設Pr77=1或0，不可寫(xiě)入參數或參數寫(xiě)入僅限于停止時(shí)，以防止參數值被意外改寫(xiě)； 設Pr78=1，防止電機反轉；設Pr9=0，電機使用外部熱繼電器，不使電子過(guò)電流保護工作。
三、系統優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)上述配置與變頻器功能設置，本系統具有如下優(yōu)點(diǎn)：
?、俨捎米冾l器控制，大大提高了電動(dòng)機輕載時(shí)的效率，實(shí)現節能。通過(guò)變頻器實(shí)現了無(wú)級調速，實(shí)現了電動(dòng)機的軟啟動(dòng)、軟停車(chē)，使系統的控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好，大大減少了電和機械的沖擊，從而改善了運行性能。
?、诶米冾l器內置工頻/變頻運行切換控制功能，實(shí)現工頻運行與變頻運行的自動(dòng)切換。一方面在變頻器出現故障時(shí)由工頻電源直接供電，保證空氣壓縮機能照常工作；另一方面，電機在50Hz的頻率下運行時(shí)，以工頻電源運行效率更高，在50Hz運行情況由變頻運行自動(dòng)切換到工頻運行，并根據生產(chǎn)工藝要求等實(shí)際情況設定一個(gè)范圍，進(jìn)一步提高了系統的效率。
?、弁ㄟ^(guò)外部合理配置和變頻器安全保護功能應用，系統保護功能齊全，運行安全、可靠。
?、芡鈬娐泛?jiǎn)單，變頻器功能設置合理，系統操作、運行簡(jiǎn)便。包括系統的啟動(dòng)與停止、頻率跳變、瞬時(shí)停電再啟動(dòng)、工頻/變頻切換、參數設置與修改以及目標值預置與傳感器輸出的校正等。如通過(guò)Pr127設置PID控制自動(dòng)切換頻率，電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)以通常運行模式啟動(dòng)，等到達此頻率后轉為PID控制運行（變?yōu)镻ID控制運行后，即使輸出頻率在此頻率以下，也繼續PID控制），這樣還能避免PID閉環(huán)控制啟動(dòng)過(guò)程中因“積分飽和”出現問(wèn)題。
四、安裝與使用中的幾個(gè)問(wèn)題
1、安裝
安裝時(shí)遵循以下3項要求:
?、僮冾l器安裝時(shí)須注意周?chē)h(huán)境溫度;變頻器和電機須良好接地，變頻器接地用獨立接地端子，接地點(diǎn)盡量靠近變頻器，接地電纜符合標準要求；作為防止來(lái)自變頻器動(dòng)力線(xiàn)的感應噪聲的措施，所采用的接地線(xiàn)建議在配線(xiàn)時(shí)返回至變頻器的接地端子處進(jìn)行配線(xiàn)；作為高諧波抑制對策、功率因數改善和大容量電源（如1000 kVA以上）下，變頻器輸入側接電抗器，75kVA以上時(shí)附帶直流電抗器務(wù)必設置；輸出側不要連接電力電容器、過(guò)電壓吸收器和無(wú)線(xiàn)電噪聲濾波器。
?、诓季€(xiàn)時(shí)，總配線(xiàn)長(cháng)度不要超過(guò)規定要求。變頻器與電機間的接線(xiàn)距離較長(cháng)時(shí)，特別是低頻率輸出情況下，會(huì )導致由于主電路電纜的電壓下降致使電機轉矩下降，應使用適當型號和規格的電線(xiàn)接線(xiàn)。容易受影響的信號線(xiàn)，應盡量遠離變頻器及其輸入、輸出線(xiàn)，避免信號線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)平行布線(xiàn)和集束布線(xiàn)?？刂苹芈范俗拥慕泳€(xiàn)應使用屏蔽線(xiàn)或雙絞線(xiàn)，接點(diǎn)輸入時(shí)微小信號接點(diǎn)應使用兩個(gè)并聯(lián)的接點(diǎn)或使用雙生接點(diǎn)，建議使用0.75mm2的電線(xiàn)，接線(xiàn)長(cháng)度不要超過(guò)30m。注意輸出端子的容量，主機集電極開(kāi)路輸出（如IPF、OL、FU）允許負載DC24V、0.1A，主機繼電器輸出（A1-C1、B1-C1）允許負載230 VAC、0.3A。
?、跰C2、MC3除了電氣互鎖還必須采取機械式的互鎖，所以采用有機械互鎖的接觸器。
2、調試
?、龠\行變頻器前要確認回路的絕緣電阻，在接通電源之前充分確認變頻器輸出測的對地絕緣、相間絕緣；準確預置目標值十分重要，由外接電位器進(jìn)行預置，調整起來(lái)比較方便；傳感器輸出的校正在變頻器停止中的PU模式下進(jìn)行；若運行一次后想改變接線(xiàn)，要注意防備電容上危險的高壓電。
?、谠谕瓿勺冾l器功能設置及空載運行試驗后，可進(jìn)行系統聯(lián)動(dòng)調試，包括工頻運行與變頻運行，變頻運行的調試又包括開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。
開(kāi)環(huán)調試。主要觀(guān)察變頻器頻率上升的情況，設備運行聲音是否正常，空氣壓縮機的壓力上升是否穩定，壓力變送器工作是否正常，設備停機是否正常等。閉環(huán)調試。如開(kāi)環(huán)調試一切正常，則可進(jìn)行閉環(huán)調試。觀(guān)察變頻器頻率上升與下降的速度和空氣壓縮機壓力的升降匹配情況，不要產(chǎn)生壓力振蕩，觀(guān)察機械共振點(diǎn)，將共振點(diǎn)附近的頻率跳過(guò)去。然后進(jìn)行PID參數的整定，根據經(jīng)驗法，如將比例帶P設定為70%、積分時(shí)間常數Ti設定為60s，采取改變給定值的方法產(chǎn)生一個(gè)階躍信號，觀(guān)察響應情況(即壓力變化過(guò)程)。經(jīng)過(guò)反復調整和觀(guān)察得到合適的P、Ti值，使得響應過(guò)程較為理想，壓力給定值改變約一個(gè)多周期后，振幅在極小的范圍內波動(dòng)，對擾動(dòng)反應能達到預期的效果。
3、使用
使用中需要注意以下幾點(diǎn)：
?、僮冾l器主回路電源處于“ON”時(shí)不要使控制電源處于“OFF”。
?、谧冾l器的啟動(dòng)與停止務(wù)必使用啟動(dòng)信號（STF信號的ON/OFF）來(lái)進(jìn)行，不要使用輸入側的電磁接觸器。
?、劬S護檢查時(shí)，斷開(kāi)電源過(guò)10min后，用萬(wàn)用表等確認變頻器主電路端子P/+與N/-間電壓在直流30V以下后進(jìn)行。
?、茏⒁庾冾l器PID有效后的功能變化。
?、萑绻ㄟ^(guò)Pr178～Pr189、Pr190～Pr196變更端子功能，有可能會(huì )對其它的功能產(chǎn)生影響，應確認各端子的功能后再進(jìn)行設定。
?、轕ID比例帶、積分時(shí)間、微分時(shí)間分別由Pr129、Pr130、Pr134設定，它們可以在運行中設定，設定與運行模式無(wú)關(guān)。
?、咭淖冸姍C轉向，調換輸出端（或電機接線(xiàn)端）三根線(xiàn)中的任意兩根線(xiàn)（調換電源側輸入端接線(xiàn)無(wú)效），或把變頻器上控制正反轉的端子調換更簡(jiǎn)單。
?、嘧⒁忾]環(huán)控制的啟動(dòng)問(wèn)題。系統剛啟動(dòng)時(shí)偏差很大，積分運算的結果將迅速到達上限值，出現“積分飽和”現象，使PID調節在一段時(shí)間內失去作用，結果電動(dòng)機將很快升速，導致因過(guò)流而跳閘。解決辦法有：在啟動(dòng)過(guò)程中切換成開(kāi)環(huán)控制;利用變頻器的PID啟動(dòng)功能，針對PID功能有效后可能出現的啟動(dòng)問(wèn)題，設置“PID加、減速時(shí)間”功能，專(zhuān)用于當PID功能有效時(shí)的啟動(dòng)過(guò)程中。本系統中屬于第一種辦法。
五、結束語(yǔ)
變頻器應用于空氣壓縮機恒壓供氣控制中，能很好地滿(mǎn)足控制工藝要求，并具有傳統控制方式不可比擬的許多優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了控制系統的組成和工作原理，從應用實(shí)際出發(fā)，對系統配置與變頻器功能設置及使用中的關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行了研究，對變頻器的功能應用相對于通常設置進(jìn)行了擴充和改進(jìn)，取得了很好的應用效果。隨著(zhù)變頻器技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能將不斷擴大和加強，個(gè)性化特點(diǎn)越來(lái)越突出，實(shí)際生產(chǎn)中將有極廣闊的應用前景。
參考文獻
[1]張燕賓.SPWM變頻調速應用技術(shù)[M].3版.北京:機械工業(yè)出版社， 2005: 155 - 156.
[2]姚錫祿.變頻器控制技術(shù)與應用[M].福建:福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2005: 65.
[3]朱應煌.變頻器在空氣壓縮機恒壓控制中的應用[J]
【壓縮機網(wǎng)】空氣壓縮機變頻調速控制系統如圖1所示。
電動(dòng)機拖動(dòng)空氣壓縮機旋轉，使之產(chǎn)生壓縮空氣，并存儲于儲氣罐中。儲氣罐中空氣壓力的大小取決于空氣壓縮機產(chǎn)生壓縮空氣的能力(本系統中即取決于電動(dòng)機的轉速)和用戶(hù)用氣量之間的平衡狀況，為了保證供氣質(zhì)量，要求儲氣罐空氣壓力穩定在某一數值上。儲氣罐內的壓力為被控量，壓力變送器將儲氣罐的壓力變換成電信號送給變頻器PID單元，與壓力給定值進(jìn)行比較，PID功能單元根據比較所得偏差的大小和方向按預定的PID運算規律運算后產(chǎn)生控制信號改變變頻器的輸出，從而改變電動(dòng)機的轉速，使儲氣罐內的實(shí)際壓力始終維持在給定值上。同時(shí)，設置工頻電源電路，使空氣壓縮機在變頻器出現故障時(shí)不致長(cháng)時(shí)間停機，并利用變頻器工頻運行切換控制功能，進(jìn)一步提高電機的運行效率。
二、系統配置與變頻器功能設置
1、配置原理
主電路由斷路器QF、接觸器MC1、MC2、MC3及熱繼電器FR構成。三相電源通過(guò)斷路器QF引入;接觸器MC1用于將電源接至變頻器的輸入端，MC3用于將變頻器的輸出端接至電動(dòng)機，MC2用于將工頻電源直接接至電動(dòng)機；熱繼電器FR用于對電動(dòng)機進(jìn)行過(guò)載保護。
端子MRS、CS、STF信號的ON/OFF確定變頻器工作狀態(tài)，分別接入開(kāi)關(guān)QS1、繼電器KA0常閉觸頭和開(kāi)關(guān)QS2。端子RT(X14)接入繼電器KA3常開(kāi)觸頭，其信號置于“ON”時(shí)，變頻器進(jìn)行PID控制，目標值即壓力給定信號通過(guò)外接電位器進(jìn)行設定，由端子2～5間輸入，測量值信號來(lái)自壓力變送器，由端子4～5間輸入。IPF、OL、FU為主機集電極開(kāi)路輸出端子，用于工頻運行切換功能，允許負載為DC 24V、0.1A，采用線(xiàn)圈電壓為24V的繼電器KA1、KA2、KA3分別控制交流接觸器MC1、MC2、MC3 ，并加保護二極管。當接觸器MC1、MC3吸合時(shí)，電機在變頻器控制下運行，當接觸器MC2吸合時(shí)，電機在工頻下運行。工頻切換時(shí)，MC3先斷開(kāi)，使電動(dòng)機脫離變頻器，經(jīng)適當延時(shí)后MC2吸合，將電動(dòng)機接至工頻電源?？諝鈮嚎s機變頻調速控制系統配置如圖2所示。
按下按鈕SB1，接觸器MC1吸合，合上開(kāi)關(guān)QS1、QS2，變頻器啟動(dòng)（正轉），電動(dòng)機開(kāi)始運行。A1、B1、C1為異常輸出端子，當變頻器發(fā)生故障時(shí)，A1-C1間導通，蜂鳴器HA與信號燈HL發(fā)出聲光報警；同時(shí)，繼電器KA0常閉觸頭斷開(kāi)，使CS信號置于“OFF”，從而切換為工頻運行，操作人員可用按鈕SB0解除報警信號，并對變頻器進(jìn)行檢修。
2、變頻器
空氣壓縮機處于長(cháng)時(shí)間連續運行狀態(tài)，且屬于恒轉矩負載和連續變動(dòng)負載，變頻器采用三菱FR2A700系列通用變頻器。該變頻器為可信度很高的產(chǎn)品，使用方便，操作、維護簡(jiǎn)單，可根據設備的轉矩特性設定最適合的V/F曲線(xiàn)，具有豐富的PID功能，具有良好的瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能、頻率跳變功能和工頻切換順序控制功能以及完善的安保功能，能對應各種標準并具有對環(huán)境的友好性。
由于負載并非低速下長(cháng)時(shí)間運行的情況，變頻器的容量選擇與電動(dòng)機容量相同，如30kW電動(dòng)機配用FR-A740-30K-CHT變頻器。變頻器運行控制方式采用V/F控制方式，因為壓縮機對各種參數的控制精度要求不高，無(wú)須采用矢量控制，采用變頻調速的重要目的之一是輕載時(shí)提高電動(dòng)機的效率實(shí)現節能，而變頻器的節能功能只有在V/F控制方式下才有效。
3、壓力變送器
壓力變送器采用ATE1151電容式壓力變送器，其輸出信號為二線(xiàn)制24V供電、4～20mA輸出，量程范圍0～2000kPa。該儀表性能穩定、質(zhì)量可靠、精度高、價(jià)格低廉、防爆及耐壓、耐腐性能好，并帶現場(chǎng)指示表。
4、PID作用設置
PID控制的目的是要取得較好的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)控制指標，當比例增益很大時(shí)，會(huì )發(fā)生調節過(guò)頭又反向調節導致振蕩。為防止超調、避免振蕩，適當減小比例增益增加積分環(huán)節，能有效消除偏差。對于容易發(fā)生振蕩的系統，比例增益只能設定得小一些，這又會(huì )發(fā)生當用氣量急劇變化時(shí)，被控量（壓力）難以迅速恢復的情況，微分控制能根據偏差變化的趨勢迅速作出反映，提前給出一個(gè)相應的調節動(dòng)作?？諝鈮嚎s機系統對過(guò)渡過(guò)程時(shí)間要求不高，故用PI調節方式，以減少對變頻器的沖擊。
5、變頻器功能設置
變頻器的功能設置如下:
?、偕?、下限頻率。如轉速超過(guò)額定轉速，電動(dòng)機的輸出功率將超過(guò)其額定容量，因此，上限頻率一般不宜超過(guò)額定頻率（50Hz）；如轉速過(guò)低，使壓縮機的工作穩定性變差、機械性能變差。因此，下限頻率一般不宜低于額定頻率的80%（40Hz）。所以，設Pr1=50Hz，Pr2=40Hz。
?、诩?、減速時(shí)間。由于空氣壓縮機不經(jīng)常起動(dòng)，且對升、降速時(shí)間無(wú)特別要求，所以升、降速時(shí)間可適當地選長(cháng)一點(diǎn)，以免“過(guò)流”或“過(guò)壓”，如設Pr7=30s、Pr8=25s。
?、凵?、降速方式。希望開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)頻率上升得快一些，以利于迅速啟動(dòng)起來(lái)，達到一定轉速后，因壓縮空氣已經(jīng)有相當的壓力，頻率的上升速度宜減緩；降速過(guò)程則相反，開(kāi)始時(shí)頻率應下降得慢一些，當速度已經(jīng)下降到一定程度后可加快降速。由于壓縮機非經(jīng)常啟動(dòng)、停止，可設Pr29=4或2、0，即選擇S字加減速C，或S字加減速B和直線(xiàn)加減速方式，一般能滿(mǎn)足要求。
?、苓m用V/F樣式?？諝鈮嚎s機屬于恒轉矩負荷，設Pr14=0。
?、葸\行模式。設Pr79=2，使變頻器工作固定為外部運行模式。
?、轕ID控制。設Pr128=20，將PID動(dòng)作選擇在負作用。并設定Pr127=某一頻率（如45Hz），使電動(dòng)機的啟動(dòng)運行在到達此頻率前為通常運行模式。
?、咔袚Q功能。為使工頻切換順序功能有效，設Pr135=1;
設Pr136=110s，使繼電器KA2和KA3的切換動(dòng)作互鎖時(shí)間為1s;
設Pr137=110s，使啟動(dòng)開(kāi)始等待時(shí)間為1s;
設Pr138=1，使變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)切換到工頻運行功能有效；
設Pr139=50Hz使變頻-工頻自動(dòng)切換頻率為50Hz；工頻-變頻自動(dòng)切換動(dòng)作范圍則根據系統控制精度要求等具體情況定，如：設Pr159=0.5Hz，在頻率指令未滿(mǎn)49.5Hz時(shí)作工頻-變頻的切換；
設Pr57=0.5s，使變頻器從瞬間停電到恢復正常供電后再啟動(dòng)的等待時(shí)間（自由運行時(shí)間）為0.5s；
設Pr58=0.5s，使再啟動(dòng)時(shí)的電壓上升時(shí)間為0.5s。
?、噍斎?、輸出端子功能分配。
設Pr178=60，STF端子用于正轉運行控制；
設Pr186=6，CS端子用于瞬停再起動(dòng)控制；
設Pr185=7，JOG端子用作OH端子，接受外部熱繼電器輸入；
設Pr183=14，RT端子作為PID控制有效端子；
設Pr191=47，SU端子功能選擇PID控制動(dòng)作中;
設Pr192=17、Pr193=18、Pr194=19，使IPF、OL、FU端子用于工頻切換控制繼電器KA1、KA2、KA3。
?、崞渌?。如設Pr77=1或0，不可寫(xiě)入參數或參數寫(xiě)入僅限于停止時(shí)，以防止參數值被意外改寫(xiě)； 設Pr78=1，防止電機反轉；設Pr9=0，電機使用外部熱繼電器，不使電子過(guò)電流保護工作。
三、系統優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)上述配置與變頻器功能設置，本系統具有如下優(yōu)點(diǎn)：
?、俨捎米冾l器控制，大大提高了電動(dòng)機輕載時(shí)的效率，實(shí)現節能。通過(guò)變頻器實(shí)現了無(wú)級調速，實(shí)現了電動(dòng)機的軟啟動(dòng)、軟停車(chē)，使系統的控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好，大大減少了電和機械的沖擊，從而改善了運行性能。
?、诶米冾l器內置工頻/變頻運行切換控制功能，實(shí)現工頻運行與變頻運行的自動(dòng)切換。一方面在變頻器出現故障時(shí)由工頻電源直接供電，保證空氣壓縮機能照常工作；另一方面，電機在50Hz的頻率下運行時(shí)，以工頻電源運行效率更高，在50Hz運行情況由變頻運行自動(dòng)切換到工頻運行，并根據生產(chǎn)工藝要求等實(shí)際情況設定一個(gè)范圍，進(jìn)一步提高了系統的效率。
?、弁ㄟ^(guò)外部合理配置和變頻器安全保護功能應用，系統保護功能齊全，運行安全、可靠。
?、芡鈬娐泛?jiǎn)單，變頻器功能設置合理，系統操作、運行簡(jiǎn)便。包括系統的啟動(dòng)與停止、頻率跳變、瞬時(shí)停電再啟動(dòng)、工頻/變頻切換、參數設置與修改以及目標值預置與傳感器輸出的校正等。如通過(guò)Pr127設置PID控制自動(dòng)切換頻率，電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)以通常運行模式啟動(dòng)，等到達此頻率后轉為PID控制運行（變?yōu)镻ID控制運行后，即使輸出頻率在此頻率以下，也繼續PID控制），這樣還能避免PID閉環(huán)控制啟動(dòng)過(guò)程中因“積分飽和”出現問(wèn)題。
四、安裝與使用中的幾個(gè)問(wèn)題
1、安裝
安裝時(shí)遵循以下3項要求:
?、僮冾l器安裝時(shí)須注意周?chē)h(huán)境溫度;變頻器和電機須良好接地，變頻器接地用獨立接地端子，接地點(diǎn)盡量靠近變頻器，接地電纜符合標準要求；作為防止來(lái)自變頻器動(dòng)力線(xiàn)的感應噪聲的措施，所采用的接地線(xiàn)建議在配線(xiàn)時(shí)返回至變頻器的接地端子處進(jìn)行配線(xiàn)；作為高諧波抑制對策、功率因數改善和大容量電源（如1000 kVA以上）下，變頻器輸入側接電抗器，75kVA以上時(shí)附帶直流電抗器務(wù)必設置；輸出側不要連接電力電容器、過(guò)電壓吸收器和無(wú)線(xiàn)電噪聲濾波器。
?、诓季€(xiàn)時(shí)，總配線(xiàn)長(cháng)度不要超過(guò)規定要求。變頻器與電機間的接線(xiàn)距離較長(cháng)時(shí)，特別是低頻率輸出情況下，會(huì )導致由于主電路電纜的電壓下降致使電機轉矩下降，應使用適當型號和規格的電線(xiàn)接線(xiàn)。容易受影響的信號線(xiàn)，應盡量遠離變頻器及其輸入、輸出線(xiàn)，避免信號線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)平行布線(xiàn)和集束布線(xiàn)?？刂苹芈范俗拥慕泳€(xiàn)應使用屏蔽線(xiàn)或雙絞線(xiàn)，接點(diǎn)輸入時(shí)微小信號接點(diǎn)應使用兩個(gè)并聯(lián)的接點(diǎn)或使用雙生接點(diǎn)，建議使用0.75mm2的電線(xiàn)，接線(xiàn)長(cháng)度不要超過(guò)30m。注意輸出端子的容量，主機集電極開(kāi)路輸出（如IPF、OL、FU）允許負載DC24V、0.1A，主機繼電器輸出（A1-C1、B1-C1）允許負載230 VAC、0.3A。
?、跰C2、MC3除了電氣互鎖還必須采取機械式的互鎖，所以采用有機械互鎖的接觸器。
2、調試
?、龠\行變頻器前要確認回路的絕緣電阻，在接通電源之前充分確認變頻器輸出測的對地絕緣、相間絕緣；準確預置目標值十分重要，由外接電位器進(jìn)行預置，調整起來(lái)比較方便；傳感器輸出的校正在變頻器停止中的PU模式下進(jìn)行；若運行一次后想改變接線(xiàn)，要注意防備電容上危險的高壓電。
?、谠谕瓿勺冾l器功能設置及空載運行試驗后，可進(jìn)行系統聯(lián)動(dòng)調試，包括工頻運行與變頻運行，變頻運行的調試又包括開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。
開(kāi)環(huán)調試。主要觀(guān)察變頻器頻率上升的情況，設備運行聲音是否正常，空氣壓縮機的壓力上升是否穩定，壓力變送器工作是否正常，設備停機是否正常等。閉環(huán)調試。如開(kāi)環(huán)調試一切正常，則可進(jìn)行閉環(huán)調試。觀(guān)察變頻器頻率上升與下降的速度和空氣壓縮機壓力的升降匹配情況，不要產(chǎn)生壓力振蕩，觀(guān)察機械共振點(diǎn)，將共振點(diǎn)附近的頻率跳過(guò)去。然后進(jìn)行PID參數的整定，根據經(jīng)驗法，如將比例帶P設定為70%、積分時(shí)間常數Ti設定為60s，采取改變給定值的方法產(chǎn)生一個(gè)階躍信號，觀(guān)察響應情況(即壓力變化過(guò)程)。經(jīng)過(guò)反復調整和觀(guān)察得到合適的P、Ti值，使得響應過(guò)程較為理想，壓力給定值改變約一個(gè)多周期后，振幅在極小的范圍內波動(dòng)，對擾動(dòng)反應能達到預期的效果。
3、使用
使用中需要注意以下幾點(diǎn)：
?、僮冾l器主回路電源處于“ON”時(shí)不要使控制電源處于“OFF”。
?、谧冾l器的啟動(dòng)與停止務(wù)必使用啟動(dòng)信號（STF信號的ON/OFF）來(lái)進(jìn)行，不要使用輸入側的電磁接觸器。
?、劬S護檢查時(shí)，斷開(kāi)電源過(guò)10min后，用萬(wàn)用表等確認變頻器主電路端子P/+與N/-間電壓在直流30V以下后進(jìn)行。
?、茏⒁庾冾l器PID有效后的功能變化。
?、萑绻ㄟ^(guò)Pr178～Pr189、Pr190～Pr196變更端子功能，有可能會(huì )對其它的功能產(chǎn)生影響，應確認各端子的功能后再進(jìn)行設定。
?、轕ID比例帶、積分時(shí)間、微分時(shí)間分別由Pr129、Pr130、Pr134設定，它們可以在運行中設定，設定與運行模式無(wú)關(guān)。
?、咭淖冸姍C轉向，調換輸出端（或電機接線(xiàn)端）三根線(xiàn)中的任意兩根線(xiàn)（調換電源側輸入端接線(xiàn)無(wú)效），或把變頻器上控制正反轉的端子調換更簡(jiǎn)單。
?、嘧⒁忾]環(huán)控制的啟動(dòng)問(wèn)題。系統剛啟動(dòng)時(shí)偏差很大，積分運算的結果將迅速到達上限值，出現“積分飽和”現象，使PID調節在一段時(shí)間內失去作用，結果電動(dòng)機將很快升速，導致因過(guò)流而跳閘。解決辦法有：在啟動(dòng)過(guò)程中切換成開(kāi)環(huán)控制;利用變頻器的PID啟動(dòng)功能，針對PID功能有效后可能出現的啟動(dòng)問(wèn)題，設置“PID加、減速時(shí)間”功能，專(zhuān)用于當PID功能有效時(shí)的啟動(dòng)過(guò)程中。本系統中屬于第一種辦法。
五、結束語(yǔ)
變頻器應用于空氣壓縮機恒壓供氣控制中，能很好地滿(mǎn)足控制工藝要求，并具有傳統控制方式不可比擬的許多優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了控制系統的組成和工作原理，從應用實(shí)際出發(fā)，對系統配置與變頻器功能設置及使用中的關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行了研究，對變頻器的功能應用相對于通常設置進(jìn)行了擴充和改進(jìn)，取得了很好的應用效果。隨著(zhù)變頻器技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能將不斷擴大和加強，個(gè)性化特點(diǎn)越來(lái)越突出，實(shí)際生產(chǎn)中將有極廣闊的應用前景。
參考文獻
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