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略談變頻技術在螺桿壓縮機組中的應用

通過頻率轉換器改變供電的頻率，繼而同步改變主電機的轉數，間接同步地調整螺桿壓縮機組的排氣量，從而使用戶的用氣量與壓縮機組排氣量緊密聯系起來，所期望的節 能效果，這就是變頻技術在空氣壓縮行業中的技術應用方式，該項技術使螺桿壓縮機的技術水平新的高 度。歐美國 家早在上世紀九十年代初期已經大量使用好的變頻螺桿壓縮機組，目前在使用的螺桿壓縮機組中所占的比重已經高達60%以上。近年，由于變頻技術的推廣，中國的壓縮機用戶也開始關注并使用中。

變頻技術在螺桿空氣壓縮機組中的應用，節 能是其的優點，另外，其基本不變的高功率因數，真正意義上的軟啟動、停，都是為用戶可提供的使用便利及優惠。如下圖：

由于螺桿壓縮機組在中國的大量應用，噴油螺桿壓縮機組，使用的用戶數量較多。在電力緊缺的環境壓迫下，有許多用戶開始尋找變頻的解決方法，于是各種方式方法魚龍混雜，需要關注的是在標準噴油螺桿式壓縮機組上添加外置變頻器的所謂“變頻技術改造”，鑒于其的欺騙性及危害性，從原理上做如下分析：

變頻技術在噴油螺桿機組的應用，要具備的以下要素：

1、內置于壓縮機組內的變頻器（如圖），其整體要符合EMC國 際電磁兼容性標89/336/EEC，適用電壓范圍380-500 V，適用頻率范圍50-60 Hz，要具備沒有破壞性的共振頻率，沒有高頻電磁干擾，沒有破壞性的電纜電壓反饋等等特性。在壓縮機組的外部添加變頻器是沒有多少難度的，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備：RF（無線電頻率）過濾器和諧波過濾器。這在市場中部分人所鼓吹的所謂“變頻改造技術”中都是含混其辭的，可信度極為有限。

2、專門匹配的變頻電機，具備寬泛的可調轉速范圍，沒有“速度窗口”，并且重要的是在各種調節轉數下基本不變的高的電機效率及功率因子。什么意思？就是說這些是普通標準電動機所不具備的。如果用戶只是采用所謂“變頻技術改造”，在標準噴油螺桿壓縮機組外添加一個變頻器，即使變頻器符合了要求，但是標準機組內安裝的是普通標準電動機，其運轉轉數是一段一段的可調的，在全部可調節的大區間內存在大量不可調節的小區間，這就是“速度窗口”，不具備真正變頻電動機的連續平滑調節，使機組的調節節 能的愿望大打折扣。另外，關鍵的是電機效率及功率因子問題：普通標準電動機本無轉數調節要求，其電機效率及功率因子僅在額定轉數下才到標準值，如果強行改變該電機的轉數，無論是升高還是降低，其電機效率及功率因子都會下降，本來是希望通過調節到節 能效果，但是調節的結果是電動機的效率及功率因子下降了，無功功率增加，本應當節約的能量又被浪費了一部分，這就是有如此改造的用戶發現節 能效果不明顯的問題根源。

3、計算機多元化特 殊設計的變頻主機及連軸外體等。是專門為變頻噴油螺桿壓縮機組設計的螺桿轉子、主機外體以及適合所有轉速下運行的機組內部結構和部件等，例如聯軸罩殼體、連接管路等等。因為要在變頻調節的全部轉速范圍下，不能有共振現象發生。而這在只是強行改變普通噴油螺桿壓縮機組轉速的所謂“變頻改造技術”中是做不到的，因為普通噴油螺桿壓縮機設計中只考慮到額定轉速遠離共振點，其他轉速下是不做設計的。

4、專門匹配的變頻螺桿主機。在普通噴油螺桿壓縮機組中，由于其本身沒有調節轉數的設計要求，機組內安裝的螺桿主機以及聯軸器等等都是按照額定轉數下連續使用設計的。如果用戶只是采用在標準噴油螺桿壓縮機組外添加一個變頻器的所謂“變頻改造技術”，這些部件本不符合調節要求，螺桿主機會表現出類似于電動機效率方面下降的問題。但是，更大的隱患也會產生：由于標準噴油螺桿壓縮機組的螺桿主機壓縮腔內在運行中是有一 定的噴射油量的要求（噴油螺桿壓縮機組的工作原理），該噴油量是在額定轉數的基礎下設計好的，如果發生轉數變化，噴油量隨之發生減少，影響到主機的冷卻、潤滑等功能，主機機體內會發生不同程度積碳，嚴重者主機咬死報廢。而在專為變頻設計的變頻螺桿主機內，噴油量是在轉數的變化下保持不變的。

從以上變頻壓縮機組要具備的幾大要素中不難發現，實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實的，存在嚴重的不科學性及危害性。盲目進行所謂的“變頻技術改造”，由于不能得到原壓縮設備提供者的認 可，更會影響到原設備的質量及維護，這樣一來只會加重企業的負擔和風險，希望廣大標準噴油螺桿機組的用戶三思而止行，不要受到偽科學的蒙蔽。