英威腾GD300-01变频器在永磁同步空压机上的应用

1.介绍

传统空压机的变频调速系统是由变频器、PLC控制器、操作面板、发射器、控制开关以及接触器构成。它有如下缺点：控制回路布线复杂，安装费时，故障排除不方便及控制箱外观不够美观。由英威腾研发的空压机专用GD300-01变频器集成了一般空压机的PLC控制和风扇变频器的启动/停止/速度控制功能，保持了机头稳定油温，发挥润滑油的最佳性能。本文将介绍使用双变频控制系统的应用，由空压机专用GD300-01变频器和GD10变频器共同组成，应用于广州一家工厂的永磁同步空压机上。

2.双变频永磁同步空压机系统的特点

空压机专用GD300-01变频器的开发是基于英威腾Goodrive300变频器生产平台。GD300-01集成了PLC/控制器功能，节约了PLC/控制器的费用，并与PT100温度检测功能共同工作，实现了风扇的变频控制。与一般的异步变频空压机相比，GD300-01具有如下优势：

用于永磁电机和压缩机主机的嵌套式完整直连轴结构，结构更加紧凑，100％的传输效率；

无电机轴承：永磁转子直接安装在阳转子的延长轴上。无马达轴承结构，避免了电机轴承的故障点；

电机体积小：只有一般调频电机体积的1/3，安装方便；

永磁电机低速时，高效运行，比一般的调频电机具有更好的节能表现；

永磁电动机使用高性能钕铁硼永磁材料，在120℃高温时亦无损失。定子线圈由专用耐电晕漆包线制作而成，具有极佳的绝缘特性，使用寿命长；

对同步电机的快速响应速度，出色的排气响应性能；

根据排气温度控制风扇转速，达到节能效果，系统和各部件保持温度稳定的时间更长。噪声也因为风扇由变频方法控制而减少。

3.系统原理及控制实现

3.1系统结构

图1双变频空压机控制系统的结构

3.2控制实现

主机的启动/停止功能是通过通信协议485控制，频率由PID设置，实现闭环控制；

电磁阀控制逻辑是由主变频器实现的，通过中继终端以控制入口阀；

急停信号与数字输入端子相连，选择惯性停止功能；

温度PID功能是由主变频器实现的，其通过模拟信号来设置风扇变频器的频率。调速信号为0至20mA；

风扇的启动/停止功能是由主变频器（兼容电源频率启动/停止控制）的终端来控制；

风扇故障信号属于主机的外部故障信号；

机械故障通过终端来识别，当识别到机械故障时，控制面板上会显示报警；

整个双变频驱动系统的接线图如图2所示。

图2双变频驱动系统的电气接线图

4.现场情况

4.1电机参数

4.2现场图

5.系统调试步骤

5.1主变频器调试

第1步：电线电缆按照系统接线图连接并确认。切断触摸面板的24V电源，并确保接地电缆连接正确（变频器接地和外壳接地）；

注：压力、温度和风扇转速信号是电流信号，所以相应的模拟信号输入端子应配置为电流信号；

第2步： P00.18设定为1，恢复出厂设置。根据电机实际情况，设置最大频率P00.03和电机参数，然后再操作电机参数自整定；

注：如果SM铭牌上没有电机额定电流，请根据变频器额定电流或默认值设定P02.19。

第3步：按QUICK / JOG（快/慢）按钮，减慢转速检查方向，如果不正确，更换电机电缆。

第4步：试运行。载频P00.14设定为4。调整电机控制参数，特别是电流环。P03.09设定为电机功率的传送值，参照表1。

5.2风扇变频器调试

第1步：电线电缆按照系统接线图连接并确认。

注：风扇转速信号是0至20mA。注意终端跳线的位置；

第2步： P00.18设定为1，恢复出厂设置。设置电机实际情况设置电机参数。按QUICK/JOG（快/慢）按钮，减慢转速检查方向，如果不正确，更换电机电缆。

5.3系统调试

第1步：打开触摸面板电源，等待系统启动；

第2步：进入系统配置界面，设置系统参数：压力传感器参数、温度传感器参数和风扇变频器参数等等，然后按“一键设置参数”按钮。系统将自动完成相关参数设定；

第3步：按照触摸屏说明，调整用户参数、生产参数和维护参数，然后运行。

5.4变频器参数表

主变频器的参数，见表2。

表2变频器参数表

风扇变频器参数表，见表3。

表3风扇变频器参数

6.结论

集成于双变频驱动系统中的英威腾空压机专用GD300-01变频器在永磁同步空压机上的成功应用，提供了性价比更好的空压机变频器系统解决方案，降低了空压机控制系统的故障点，并提供更好的一站式服务，使螺杆压缩机的安装和维护非常方便。随着客户更高的高效节能要求，同步电机越来越多地应用于空压机。英威腾空压机专用GD300-01变频器将会引导空压机行业的发展，生产强大的拖拽能力和完善的控制系统。另外， GD300-01变频器也可与异步空压机兼容。

参考资料：

[1] 深圳市英威腾电气股份有限公司《GD300-01操作说明书》

[2] 深圳市英威腾电气股份有限公司《GD10操作说明书》