一、空壓機(jī)的工作原理

空壓機(jī)的工作原理是由一對(duì)相互平行齒合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

二、特點(diǎn)及分類

1.常見的壓縮機(jī)的種類根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，壓縮機(jī)大致有以下幾類：
①空氣壓縮機(jī)用于為有關(guān)的設(shè)備提供壓縮空氣；
②冷凍壓縮機(jī)用于冷凍、冷藏及制冰等場(chǎng)合；
③空調(diào)壓縮機(jī)用于制冷、循環(huán)及鼓風(fēng)等；
④特殊氣體壓縮機(jī)如氧氣、氮?dú)饧鞍睔鈮嚎s機(jī)；
⑤專用壓縮機(jī)

2.壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式歸納起來，壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式大致有以下幾種：
①單缸單電動(dòng)機(jī)式
②多缸多電動(dòng)機(jī)式
③單電動(dòng)機(jī)渦輪式
④單電動(dòng)機(jī)透平式

3.拖動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)：

①機(jī)械特性具有恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)，故電動(dòng)機(jī)的軸功率P與轉(zhuǎn)速n 成正比。

②大多處于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，但負(fù)載大小常有變動(dòng)，為連續(xù)變動(dòng)負(fù)載。

③飛輪力矩大，故要求有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

④啟動(dòng)次數(shù)少，對(duì)升、降速時(shí)間無要求。

⑤大多有自動(dòng)卸載與加載裝置，在自動(dòng)卸載或裝載時(shí)，負(fù)載將突變。

4.壓縮機(jī)的主要控制對(duì)象是空氣的壓力，在冷凍或冷卻系統(tǒng)中，常常以溫度作為控制參量。常見的控制方式有：
   ①手動(dòng)調(diào)節(jié)輸入或輸出口的閥門開度；
   ②用機(jī)械方式進(jìn)行自動(dòng)卸載與加載控制；
   ③通過改變?nèi)~片的角度來調(diào)節(jié)壓力或流量等等。

5.壓縮機(jī)的原拖動(dòng)系統(tǒng)大多采用單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)本身不調(diào)速。

三、存在的主要問題

原系統(tǒng)由于電機(jī)不允許頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，浪費(fèi)電能。經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力。

四、變頻改造的必要性

1.從節(jié)能的角度看：
①由于壓縮機(jī)不能排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可能性，所以，只能按更大需求來決定電動(dòng)機(jī)的容量，故設(shè)計(jì)容量一般偏大。在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速，可大大提高運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此，節(jié)能潛力很大。
②有些調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門開度和改變?nèi)~片的角度等），即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率。采用了變頻調(diào)速后，當(dāng)需求量較小的情況下，可降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2.從運(yùn)行質(zhì)量的角度看：
單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)大多不能根據(jù)負(fù)載的輕重連續(xù)地調(diào)節(jié)。而采用了變頻調(diào)速后，則可以十分方便地進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，能保持壓力、流量、溫度等參數(shù)的穩(wěn)定，從而大大提高壓縮機(jī)的工作性能。

五、系統(tǒng)改造基本原理：

壓縮機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)通常以輸出壓力作為控制對(duì)象，由壓力傳感器取出的反饋信號(hào)，接至PI調(diào)節(jié)器，與預(yù)制的壓力給定信號(hào)相比較，經(jīng)PID調(diào)節(jié)后控制變頻器的頻率輸出，從而決定電動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速。因?yàn)樽冾l調(diào)速器本身具有PID調(diào)節(jié)功能，所以可以不用外接PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這樣更能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

六、改造后的效益

1.節(jié)能
變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)控制的壓縮機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的，根據(jù)用氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。一般節(jié)能效果在15％以上，全部投資在6至18個(gè)月就能全部收回。

2.提高壓力控制精度
變頻控制系統(tǒng)具有的壓力控制能力。使壓縮機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變，有效地提高了工況的質(zhì)量。儲(chǔ)氣罐壓力波動(dòng)范圍可以穩(wěn)定在0.1MPa，大大提高給現(xiàn)場(chǎng)的供氣質(zhì)量。

3.延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命
變頻器對(duì)壓縮機(jī)實(shí)行完全的軟起動(dòng)，且起動(dòng)加速時(shí)間隨時(shí)調(diào)整，大大減少起動(dòng)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì)影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到更低程度。