1 引言 付煤公司主井提升的裝卸系統均使用空氣壓縮機提供的壓風為動力源，為此在井口空壓機房設置了兩臺主井提升專用的L-11/7型空壓機，正常使用1臺，另1臺備用。根據主井裝卸系統的工作特點，它所消耗的壓風是間隔性的。經現場觀察統計，空氣壓縮機工作打壓時間和卸荷時間各占一半，且工作打壓和卸荷時電機電流分別為額定電流的81.6%和36.5%，有相當的節能空間。為此，我們選用變頻器對空壓機控制部分進行改造，使其在不同的工況下自動進行變頻調速，達到最佳運行狀態。使用后節能效果良好。 2 變頻節能的原理 根據異步電動機的轉速公式n=60f(1-s)/P,在磁極對數P固定，可忽略轉差率s的前提下，轉速n僅決定于電源頻率f。因此若改變電源頻率，即可控制電機實現無級調速，實現電機的軟啟動，從而減少啟動電流對電網的沖擊。 空壓機在打壓和卸荷兩個狀態下，其轉矩是相對恒定的。因此，功率與轉速成正比，降低轉速即可實現節能。針對壓風機在整個工作過程中，卸荷時間占一半而負荷很小的特點，選用變頻器調頻降速，減少電機的輸入功率，即可達到節能目的。 L-11/7空壓機電機為380V、65kW。因此選用powtran Pi97G變頻器，其功率按電機功率的1.15倍選，為75kW，輸入電流為150A。該變頻器適用380V、50~60Hz電源，輸出頻率調節為0.5~400Hz,可顯示電機的設定頻率、運行頻率、轉速、電流、電壓等。 3 工作原理 改造后的變頻控制系統工作原理方框圖如圖1所示。 該系統在原控制和保護功能的基礎上，增加1個安裝在風包上的壓力變送器MB26，1個AI 708人工智能調節器。用1個電磁閥取代原空壓機上的壓力調節器控制空壓機工作和卸荷。 空壓機經變頻控制辦啟動后，變頻器供給380V、50Hz電源進行打壓。隨著風包壓力的逐漸增加，MB26將風包壓力信號傳遞到AI 708，當達到設定的上限0.65MPa時，AI 708發出兩個指令，一條控制電磁閥動作，使壓風機卸荷；另一條通知變頻器主機開始變頻，在設定的降頻時間內，由50Hz降為20Hz，電機作超低速運行。 隨著裝卸載系統工作，風包內風壓逐漸下降，當AI 708判斷由MB26送來的壓力信號達到下限0.50MPa時，發出兩個指令分別控制電磁閥動作，使壓風機處于工作打壓狀態。同時，變頻器由20Hz升頻，經過設定的升頻時間達到50Hz，為電機正常供電，完成一個控制的全過程。如此循環進行，實現自動變頻控制。 4 應用情況 自2001年5月開始使用變頻器控制以來，通過使用前后的測試數據證明，該變頻器控制在節能方面有很大成效。 （1）電力消耗有明顯降低，在主井裝卸載系統正常用風的情況下，測得使用前后的數據見表1。 按空壓機平均每天使用21h、電價0.50元/度計，年節約電費支出可達5.145萬元。 （2）節省潤滑油，降低噪聲 由于變頻控制在卸荷時轉速降低，注油器注油量僅為正常轉速的60.5%，油泵此時供傳動機構的注意到滑油壓力下降為不低于0.1MPa，供油量降低1/3，算上延長換油時間節約的油量，則總的耗油量為沒使用變頻器時的50%。 另外，在卸荷狀態下，噪聲由74.5dB降為69dB，可見其機械磨損降低，大大減少維修量及配件消耗。兩項年節約可達4.5萬元。這樣一年即收回全部投資。 5 結語 使用變頻器對壓風機進行節能改造，技術上安全可行，節能方面效果明顯，也減少了設備磨損，延長了設備的使用壽命，具有一定的推廣應用價值。同時本變頻控制裝置，再設一套帶閉鎖功能的切換電路，即可實現1臺變頻主機帶2臺壓風機（1臺工作，1臺備用），這樣減少了1臺變頻器投入，經濟效益將會更加顯著。
