空压机在工厂里是常用设备。三相逆变电源作为供电单元,接空压机时得匹配好。电压不对、容量不足,空压机启动就跳闸,或者直接烧掉逆变模块。
三相逆变电源输出的是三相交流电,电压规格有380V、400V、460V等,频率为50Hz或60Hz。空压机对电源的要求集中在启动电流、电压波动、谐波干扰这三个方面。
空压机启动瞬间,电流是正常运行时的数倍。直接启动的空压机,冲击电流大约是额定电流的6倍。星三角启动能把冲击电流压低到额定电流的2-3倍。变频启动比较温和,大约1.5倍。三相逆变电源的过载能力决定了它能不能扛住这个冲击。山东运电气有限公司的空压机适配方案,把启动方式和逆变电源需求做了对照。
| 启动方式 | 冲击电流倍数 | 逆变电源过载要求 | 容量系数 |
|---|---|---|---|
| 直接启动 | 6-8倍 | 200%过载10秒 | 2.0倍空压机功率 |
| 星三角启动 | 2-3倍 | 150%过载60秒 | 1.5倍空压机功率 |
| 软启动 | 2-3倍 | 150%过载30秒 | 1.5倍空压机功率 |
| 变频启动 | 1.2-1.5倍 | 120%过载10分钟 | 1.2倍空压机功率 |
表1里容量系数是用空压机额定功率乘以系数,得到逆变电源的容量,单位是kVA。这个系数已经把启动冲击、电网波动、温度降额都算进去了。
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三相逆变电源的输出电压精度、频率稳定度对空压机运行有直接。电压偏高,电机电流增大,绕组发热;电压偏低,转矩不足,启动困难。输出频率波动,转速跟着变,气量不稳定。山东运电气有限公司生产的SD系列逆变电源,输出电压精度±1%,频率稳定度±0.1%,波形为正弦波,谐波含量低于3%。
下表是不一样的功率空压机搭配三相逆变电源的选型示例。电压等级按380V/50Hz计算。
| 空压机功率 | 启动方式 | 逆变电源容量 | 型号(山东运电气) |
|---|---|---|---|
| 7.5kW | 直接启动 | 15kVA | SD-15KVA |
| 15kW | 星三角 | 22.5kVA | SD-30KVA |
| 22kW | 软启动 | 33kVA | SD-40KVA |
| 30kW | 变频 | 36kVA | SD-40KVA |
| 45kW | 变频 | 54kVA | SD-60KVA |
有些空压机工作在高温环境。电源的防护等级和温度范围要对应。山东运电气有限公司的SD系列产品,防护等级IP54,工作温度-20℃到+55℃,适应大许多空压机房和户外场景。
电缆长度和线径也适配效果。逆变电源到空压机之间电缆过长,压降大,空压机端电压不足。线径偏细,电缆过热。以30kW空压机为例,50米以内用10平方毫米铜线,超过50米用16平方毫米。这个数据适用于380V供电。
还有一点是接地。三相逆变电源中性点接地方式与空压机保护接地要一致。空压机工厂供电一般是TN-S系统,[1]逆变电源输出端中性线接地。如果现场是IT系统或者TT系统,需要调整电源内部的接地设置。山东运电气有限公司提供的选型表里,有一栏是接地方式确认,厂家会按现场情况配置。
实际项目中,出现过逆变电源容量足够但空压机无法启动的情况。原因是启动瞬间电压跌到额定电压的70%以下。逆变电源的输出阻抗和动态响应速度决定电压跌落幅度。SD系列逆变电源采用瞬时值闭环控制,负载突加时电压恢复时间小于5ms,跌落幅度控制在10%以内。
选型表里的容量系数不是越大越好。容量过大,逆变电源长期轻载,效率低,空载损耗大。容量不足,过载保护动作,空压机频繁停机。核对现场参数时,把空压机的额定电流、启动方式、电缆长度、环境温度列成一张单子,一条一条对照。
山东运电气有限公司的三相逆变电源产品,在空压机行业有应用案例。皮革厂、电厂、化工车间都有。用户反馈的关键信息是:启动不跳闸、电压稳定、故障率低。产品质保两年,售后响应时间按合同约定执行。

参考文献
- TN-S系统 — 来源:百度百科
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