韩国永力电机 · Y2系列 · 空气压缩机电机选型指南

空气压缩机驱动用电动机:
往复式、旋转螺杆式和螺旋式机械选择指南

空气压缩机是工业领域耗电量最大、运行时间最长的设备之一。驱动压缩机的电机必须能够承受往复式压缩机的高启动扭矩,在S1工况下以额定功率连续运行8至24小时,并在压缩机房的高温环境下保持F级绝缘性能。韩国Ever-Power Y2系列电机提供2极和4极两种配置,是工厂、车间和工业应用领域中功率范围为1.5至200kW的往复式活塞压缩机、螺杆式压缩机和涡旋式压缩机的理想选择。

S1 连续工作
高启动扭矩
IE3 节能型
IP55压缩机房
1.5–200千瓦

S1
24小时连续值班
2.5×T
往复式LRT
IE3
高效能
IP55
布满灰尘的压缩机房
F级
155°C高温环境
SF 1.15
连续过载裕度

韩国 Ever-Power Y2 IE3 S1 三相电机空气压缩机往复式螺杆涡旋式连续两极四极

韩国Ever-Power Y2系列IE3三相电机适用于空气压缩机驱动——2极Y2电机转速为2900转/分,是旋转螺杆式压缩机直驱和皮带驱动应用的标准配置;而4极Y2电机转速为1450转/分,适用于需要更高启动扭矩的往复式活塞压缩机,可通过V型皮带或曲轴直驱驱动。两款电机均可在额定负载下实现S1级连续运行,满足工厂24小时不间断压缩空气供应的需求。

1. 压缩机类型和电机要求

往复式活塞压缩机

单缸和多缸往复式压缩机,功率范围从 0.75 kW 到 37 kW。活塞式压缩机在每个气缸经历吸气和压缩冲程时,都会对电机轴施加周期性变化的扭矩负载。压缩冲程末期的峰值扭矩可达平均扭矩的 2.0 至 3.0 倍。电机必须克服气缸内的残余压力才能启动压缩机——这需要 2.0 至 2.5 倍额定扭矩的堵转扭矩 (LRT)。标准配置为 4 极 Y2 电机,转速为 1450 rpm,通常采用皮带驱动,传动比为 2:1 至 3:1,以利用飞轮惯性实现平稳的扭矩输出。

旋转螺杆式压缩机

功率范围从 5.5 kW 到 200 kW 的双螺杆容积式压缩机,可连续产生 6 至 13 bar 的压缩空气。该螺杆压缩机具有平稳的扭矩特性——无峰值压缩冲程扭矩——因此启动扭矩与运行扭矩接近。转速为 2900 rpm 的 2 极 Y2 电机用于直接驱动或齿轮皮带驱动转速为 3000 至 6000 rpm 的螺杆转子。采用定速电机的旋转螺杆压缩机使用进气阀,并在 PLC 控制下进行压缩机的加载和卸载。节能型螺杆压缩机采用 YVF2 变频器进行连续压力调节速度控制。

涡旋压缩器

适用于小型压缩空气系统、暖通空调冷水机组和医用空气系统的涡旋式压缩机,功率范围为 0.75 至 7.5 kW。扭矩特性平稳,与螺杆式压缩机类似。直接与涡旋旋转机构耦合,转速为 2,900 至 3,600 rpm。启动扭矩要求低(额定扭矩的 1.0 至 1.5 倍)。紧凑型涡旋式压缩机组可选用 2 极 Y2 或 YS 小功率电机。无油版本由于无油涡旋壳体内部环境温度较高,因此需要 H 级绝缘材料。

离心式压缩机

适用于大型工业压缩空气装置的高速离心式(涡轮式)空气压缩机,功率范围从 75 kW 到 1,000 kW。转速范围为 5,000 rpm 至 60,000 rpm,需要升压齿轮箱或高频变频驱动器。对于 Y2 系列电机机座号(功率最高 200 kW),配备集成升压齿轮箱的 2 极 Y2 型电机可满足离心式压缩机功率范围的低端需求。功率超过 200 kW 时,请咨询韩国永力动力公司 (Korea Ever-Power) 获取专用的大型压缩机电机规格。

2. 启动转矩和电机极数选择

压缩机类型 电机杆 速度 需要轻轨 起始方法
往复式活塞(皮带驱动) 4极 1450转/分 2.0–2.5倍 DOL 或星三角
往复式活塞(直接式) 6极或4极 960–1450 转/分 2.5–3.0倍 美国劳工部优先
旋转螺杆(皮带或齿轮) 2极 2900转/分 1.2–1.5倍 星三角或VFD
滚动(直接) 2极 2900转/分 1.0–1.5倍 美国劳工部
VFD螺杆(变速) 2极YVF2 0–120 Hz 由变频器控制 通过变频器控制斜坡启动

对于星三角启动的往复式活塞压缩机:确认星形连接下的电机堵转转矩(三角连接下的堵转转矩为 33%)是否足以克服气缸残余压力启动压缩机。如果星形连接的堵转转矩不足,则应采用直接启动 (DOL),并配备限流电抗器或软启动器,以确保启动过程中电机能够保持全电压转矩。

3. 压缩机电机功率计算

电机功率选型——旋转螺杆式压缩机,7 bar,1 m³/min 自由空气输送量
理论功率(等温):
P-iso = (P₁ × Q × ln(P₂/P₁)) ÷ 60
P₁ = 1 bar abs,Q = 1 m³/min,P₂ = 8 bar abs
P-iso = (100,000 × 1/60 × ln(8)) = 3,466 W = 3.47 kW

实际螺杆效率:65–75%
指示功率 = 3.47 ÷ 0.70 = 4.96 千瓦
机械损耗(轴承、密封件):+0.5 千瓦
传动效率(皮带/齿轮):0.95

电机选择:
所需轴功率 = (4.96 + 0.5) ÷ 0.95 = 5.75 kW
S1连续运行模式下,服务系数为1.15时:5.75 × 1.15 = 6.61 kW
请选择上方下一个标准尺寸: Y2 7.5千瓦 2极 2900转/分

检查:7.5 kW ÷ 5.75 kW = 1.30 负载系数——舒适 S1 等级
经验法则:螺杆压缩机在 7–8 bar 压力下,每 1 m³/min 流量需要 5.5–7.5 kW 电机。

4 巴 / 58 磅/平方英寸
低压公用设施
每 1 m3/min FAD 3.5–5.5 kW
7 巴 / 100 磅/平方英寸
标准工厂空气
每 1 m3/min FAD 5.5–7.5 kW
10 巴 / 145 磅/平方英寸
高压工业
每立方米/分钟 FAD 功率为 7.5–11 千瓦
13 巴 / 188 磅/平方英寸
两级往复式
每立方米/分钟 FAD 功率为 10–15 千瓦

4. 较高的环境温度和电机热额定值

压缩机房热环境

压缩机房内多台压缩机持续运转会产生大量热量,这些热量来自压缩机缸套冷却、油冷却器排热和电机机架散热。如果没有足够的通风,压缩机房内的环境温度通常在 35 至 50°C 之间。IEC 标准电机额定值基于最高环境温度 40°C 的假设——在 45°C 时,电机必须降额至铭牌功率的约 92%,在 50°C 时,则需降额至铭牌功率的约 83%。对于温度经常高于 40°C 的压缩机房,应降低所选电机的额定功率,或者在压缩机房内安装正压机械通风系统,以确保电机入口处的环境温度低于 40°C。

F级绝缘裕度

韩国Ever-Power Y2电机采用F级绝缘(额定绕组温度155°C),但其热额定温升为B级(额定功率下比环境温度高80 K)。实际运行温度与F级温升极限之间25 K的热裕度,可在环境温度短时间高于40°C的情况下提供保护,而不会加速绝缘老化。对于在40-50°C高温环境下持续运行的压缩机电机,Y2电机的F级绝缘提供了B级电机绝缘系统所无法提供的必要热裕度。

5. IE3 效率和年度能源成本节约

IE2 与 IE3 节能对比——7.5 kW 压缩机电机,每天运行 16 小时,每年运行 250 天
IE2 电机(7.5 kW 时效率为 90.4%):
输入功率 = 7,500 瓦 ÷ 0.904 = 8,297 瓦
年发电量 = 8,297 × 16 × 250 ÷ 1,000 = 33,188 千瓦时
按每千瓦时 0.12 美元计算:年成本 = 3,983 美元
电机损耗 = 8,297 − 7,500 = 797 W,压缩机房发热
IE3 Y2 电机(7.5 kW 时效率为 91.7%):
输入功率 = 7,500 瓦 ÷ 0.917 = 8,179 瓦
年发电量 = 8,179 × 16 × 250 ÷ 1,000 = 32,716 千瓦时
按每千瓦时 0.12 美元计算:年成本 = 3,926 美元
与IE2相比,每年可节省57美元——IE3保费回收期通常为2-3年。
电机损耗降低 118 瓦 → 压缩机房温度降低

对于在连续生产工厂中每天 24 小时运行的大型压缩机电机(22 至 75 kW),与 IE2 相比,IE3 能效等级每年每台电机可节省 500 至 2,000 美元,且节能溢价可在 1 年内收回。韩国 Ever-Power Y2 系列电机标配 IE3 能效等级,无需单独选择能效等级。

6. 韩国 Ever-Power Y2 压缩机驱动器规格

韩国Ever-Power Y2系列电机功率范围为1.5至200kW,提供2极和4极两种配置,适用于所有空气压缩机电机应用。2极Y2电机转速为2900rpm,适用于需要高轴速的旋转螺杆式和涡旋式压缩机。4极Y2电机转速为1450rpm,适用于需要更高启动扭矩的往复式活塞压缩机。所有Y2系列电机均标配IE3能效等级。IP55防护等级适用于存在粉尘和油雾的压缩机房环境。对于需要变速的变频驱动螺杆式压缩机,可将Y2电机替换为YVF2 IC416电机。 变频器电机部分完整的Y2系列产品都在其中。 三相电机部分。 接触 韩国永力 适用于 75 kW 以上压缩机电机选型协助。

Y2 — 空气压缩机电机数据
功率范围 1.5–200千瓦
波兰人 2P(2,900)或 4P(1,450)
效率 IE3 标准
绝缘 F级(155°C)
IP评级 压缩机房防护等级IP55
服务系数 1.15
责任 S1 连续
轻轨 2.0–2.5倍(4P)/ 1.8–2.2倍(2P)

7. 空气压缩机的应用

Y2 三相电机空气压缩机旋转螺杆往复式韩国 Ever-Power IE3 S1 连续工厂

工厂压缩空气装置

功率范围为 7.5 至 200 kW 的旋转螺杆式压缩机,可为气动工具、自动化设备、喷涂设备和制造工厂的工艺设备提供 6 至 10 bar 的压缩空气。Y2 2 极,IE3,IP55,S1 连续运行。多台压缩机连接在同一压缩空气总管上,采用主从控制。变频调压压缩机采用 YVF2 型号,可在部分负荷下实现压力范围控制和节能。

Y2 三相电机空气压缩机车间往复活塞式韩国 Ever-Power 4 极高启动扭矩

车间往复式活塞压缩机

适用于车间气动工具、喷漆、轮胎充气和加油站的单缸和双缸往复式压缩机,功率范围为 1.5 至 15 kW。根据压缩机控制模式的不同,可选 Y2 4 极、IE3、IP55、S1 或 S3 占空比。皮带驱动,传动比为 1.5:1 至 3:1,连接至压缩机飞轮。为克服气缸残余压力,需要进行直接启动 (DOL)。

医疗和牙科空气

用于医用级压缩空气(符合 ISO 7396-1 标准)的无油涡旋式或活塞式压缩机,适用于医院气源终端、牙科手机和实验室仪器。Y2 或 YS 型号,功率范围 0.75 至 7.5 kW,双极。无油压缩机内部环境温度较高——Y2 型号采用 F 级绝缘,可提供必要的散热裕度。配备冗余压缩机,可自动切换。

食品级空气压缩机

用于食品饮料包装、食品配料气力输送以及与食品接触的工艺空气的无油压缩空气。Y2 2极 5.5 至 55 kW。无油螺杆式或活塞式压缩机。IP55防护等级,适用于食品工厂的冲洗环境。如果电机位于生产区域的食品接触区,则某些安装需要使用BXG不锈钢电机。

矿用空气压缩机

适用于地下和露天矿井的压缩空气,可用于气动钻孔、锚杆支护和通风。Y2 型 4 极或 2 极,功率 22 至 200 kW,适用于 6 至 10 bar 的大型矿井空气压缩机。高海拔矿井需进行降额处理。防护等级 IP55,适用于多尘的矿井地面环境。煤矿压缩机房内存在甲烷时,需使用 Ex d YB2 型压缩机。

氮气发生器压缩机

用于通过变压吸附 (PSA) 或膜分离法制氮的进料空气压缩机,为灭火、包装和惰性气体保护提供氮气。Y2 型 2 极 7.5 至 75 kW 的 PSA 进料空气压缩机,工作压力为 8 至 12 bar。由于 PSA 系统需要 24 小时运行以维持氮气库存,因此需要连续 S1 运行模式。

韩国永力Y2压缩机电机生产

汽车生产

韩国 Ever-Power Y2 IE3 能效测试

IE3 效率测试

韩国 Ever-Power Y2 电机压缩机库存

有存货

韩国永力Y2全球出口压缩机电机

全球配送

8. 常见问题

为什么我的往复式压缩机电机每次带载启动时都会因过载而跳闸?

往复式压缩机启动过载跳闸几乎总是由以下三种情况之一引起:(1) 压缩机控制系统在重启前未卸载气缸压力——压缩机试图在储气罐内剩余的全部排气压力下启动,这比从零压力启动需要更高的启动转矩。正确的重启顺序是:停止压缩机,打开卸载阀释放气缸压力,在气缸卸载的情况下启动电机,然后在电机达到额定转速后关闭卸载阀并恢复加载。检查压缩机控制系统是否具有重启延迟和卸载阀;如果没有,则添加卸载阀。(2) 电机堵转转矩不足以支持负载启动;这是电机选型问题——更换为堵转转矩更高的电机(额定值的 2.5 倍),或使用直接启动 (DOL) 而不是星三角启动。(3) 过载继电器跳闸电流设置过低,无法满足电机启动持续时间的要求;将过载继电器调整为 10 级或 20 级跳闸特性,以适应压缩机启动,这样可以在跳闸前允许更高的启动电流持续更长时间。

皮带驱动往复式压缩机应该使用 2 极电机还是 4 极电机?

对于皮带驱动往复式压缩机,1450 rpm 的四极电机是标准配置,原因有以下几点。首先,四极电机的堵转扭矩占额定扭矩的比例更高(通常为额定扭矩的 2.0 至 2.5 倍,而相同功率的两极电机则为 1.6 至 2.0 倍),这对于克服气缸残余压力启动压缩机至关重要。其次,1450 rpm 的四极电机能够使压缩机在其设计转速(往复式压缩机通常为 300 至 700 rpm)下运行,且皮带传动比为 2:1 至 4:1,这是因为压缩机的飞轮和曲轴均针对此转速范围进行了设计。如果使用 2900 rpm 的两极电机,则需要更高的皮带传动比(4:1 至 8:1),这会增加皮带打滑,缩短皮带寿命,并增加电机和压缩机轴承的皮带张紧负荷。对于几乎所有功率范围(1.5 至 37 kW)的往复式压缩机皮带驱动装置而言,4 极电机和适中的皮带传动比都是正确的工程选择。

给现有的定速螺杆压缩机电机加装变频器值得吗?

是的,在大多数工厂压缩空气需求变化较大的应用中,为主压缩机加装变频器 (VFD) 是目前最划算的节能投资之一。定速螺杆压缩机通过进气阀卸载来控制压力——电机全速运转,但压缩机在卸载期间不输出空气。即使在卸载期间,电机仍然消耗大约 25 至 35% 的满载功率。而变频器控制的压缩机则根据实际空气需求降低电机转速,其功耗与实际输出量成正比,而不是在卸载时全速运转。对于空气需求变化较大的工厂,每年通常可节省 20 至 35% 的压缩机能耗。要进行改造,请将现有的标准电机更换为相同功率和机架尺寸的 YVF2 IC416 电机,安装与电机额定电流相匹配的变频器,并将变频器设置为控制压缩机转速以维持集气管压力设定值。 YVF2 IC416 对于改造至关重要——没有 IC416 的标准电机在部分负载运行期间使用的较低速度下会过热。

 

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您的空气压缩机驱动装置需要IE3电机吗?

韩国Ever-Power Y2系列:IE3防护等级,IP55防护等级,F级,SF1.15,2极和4极可选,功率范围1.5–200 kW。S1连续压缩机运行模式。现货供应,可快速发货至全球各地。

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由 Cxm 编辑