略谈变频技术在螺杆压缩机组中的应用

通过频率转换器改变供电的频率，继而同步改变主电机的转数，间接同步地调整螺杆压缩机组的排气量，从而使用户的用气量与压缩机组排气量紧密联系起来，所期望的节 能效果，这就是变频技术在空气压缩行业中的技术应用方式，该项技术使螺杆压缩机的技术水平新的高 度。欧美国 家早在上世纪九十年代初期已经大量使用好的变频螺杆压缩机组，目前在使用的螺杆压缩机组中所占的比重已经高达60%以上。近年，由于变频技术的推广，中国的压缩机用户也开始关注并使用中。

变频技术在螺杆空气压缩机组中的应用，节 能是其的优点，另外，其基本不变的高功率因数，真正意义上的软启动、停，都是为用户可提供的使用便利及优惠。如下图：

由于螺杆压缩机组在中国的大量应用，喷油螺杆压缩机组，使用的用户数量较多。在电力紧缺的环境压迫下，有许多用户开始寻找变频的解决方法，于是各种方式方法鱼龙混杂，需要关注的是在标准喷油螺杆式压缩机组上添加外置变频器的所谓“变频技术改造”，鉴于其的欺骗性及危害性，从原理上做如下分析：

变频技术在喷油螺杆机组的应用，要具备的以下要素：

1、内置于压缩机组内的变频器（如图），其整体要符合EMC国 际电磁兼容性标89/336/EEC，适用电压范围380-500 V，适用频率范围50-60 Hz，要具备没有破坏性的共振频率，没有高频电磁干扰，没有破坏性的电缆电压反馈等等特性。在压缩机组的外部添加变频器是没有多少难度的，但是添加的变频器是否具备以上特性，更重要的是有否提供防范高频和低频谐波的污染的设备：RF（无线电频率）过滤器和谐波过滤器。这在市场中部分人所鼓吹的所谓“变频改造技术”中都是含混其辞的，可信度极为有限。

2、专门匹配的变频电机，具备宽泛的可调转速范围，没有“速度窗口”，并且重要的是在各种调节转数下基本不变的高的电机效率及功率因子。什么意思？就是说这些是普通标准电动机所不具备的。如果用户只是采用所谓“变频技术改造”，在标准喷油螺杆压缩机组外添加一个变频器，即使变频器符合了要求，但是标准机组内安装的是普通标准电动机，其运转转数是一段一段的可调的，在全部可调节的大区间内存在大量不可调节的小区间，这就是“速度窗口”，不具备真正变频电动机的连续平滑调节，使机组的调节节 能的愿望大打折扣。另外，关键的是电机效率及功率因子问题：普通标准电动机本无转数调节要求，其电机效率及功率因子仅在额定转数下才到标准值，如果强行改变该电机的转数，无论是升高还是降低，其电机效率及功率因子都会下降，本来是希望通过调节到节 能效果，但是调节的结果是电动机的效率及功率因子下降了，无功功率增加，本应当节约的能量又被浪费了一部分，这就是有如此改造的用户发现节 能效果不明显的问题根源。

3、计算机多元化特 殊设计的变频主机及连轴外体等。是专门为变频喷油螺杆压缩机组设计的螺杆转子、主机外体以及适合所有转速下运行的机组内部结构和部件等，例如联轴罩壳体、连接管路等等。因为要在变频调节的全部转速范围下，不能有共振现象发生。而这在只是强行改变普通喷油螺杆压缩机组转速的所谓“变频改造技术”中是做不到的，因为普通喷油螺杆压缩机设计中只考虑到额定转速远离共振点，其他转速下是不做设计的。

4、专门匹配的变频螺杆主机。在普通喷油螺杆压缩机组中，由于其本身没有调节转数的设计要求，机组内安装的螺杆主机以及联轴器等等都是按照额定转数下连续使用设计的。如果用户只是采用在标准喷油螺杆压缩机组外添加一个变频器的所谓“变频改造技术”，这些部件本不符合调节要求，螺杆主机会表现出类似于电动机效率方面下降的问题。但是，更大的隐患也会产生：由于标准喷油螺杆压缩机组的螺杆主机压缩腔内在运行中是有一 定的喷射油量的要求（喷油螺杆压缩机组的工作原理），该喷油量是在额定转数的基础下设计好的，如果发生转数变化，喷油量随之发生减少，影响到主机的冷却、润滑等功能，主机机体内会发生不同程度积碳，严重者主机咬死报废。而在专为变频设计的变频螺杆主机内，喷油量是在转数的变化下保持不变的。

从以上变频压缩机组要具备的几大要素中不难发现，实际上只依靠改变某一部件从而希望到变频目的的愿望是不现实的，存在严重的不科学性及危害性。盲目进行所谓的“变频技术改造”，由于不能得到原压缩设备提供者的认 可，更会影响到原设备的质量及维护，这样一来只会加重企业的负担和风险，希望广大标准喷油螺杆机组的用户三思而止行，不要受到伪科学的蒙蔽。