一、空壓機的工作原理

空壓機的工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，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)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

二、特點及分類

1.常見的壓縮機的種類根據(jù)使用場合的不同，壓縮機大致有以下幾類：
①空氣壓縮機用于為有關(guān)的設(shè)備提供壓縮空氣；
②冷凍壓縮機用于冷凍、冷藏及制冰等場合；
③空調(diào)壓縮機用于制冷、循環(huán)及鼓風(fēng)等；
④特殊氣體壓縮機如氧氣、氮氣及氨氣壓縮機；
⑤專用壓縮機

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

3.拖動系統(tǒng)的特點：

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

②大多處于長時間連續(xù)運行狀態(tài)，但負載大小常有變動，為連續(xù)變動負載。

③飛輪力矩大，故要求有較大的啟動轉(zhuǎn)矩。

④啟動次數(shù)少，對升、降速時間無要求。

⑤大多有自動卸載與加載裝置，在自動卸載或裝載時，負載將突變。

4.壓縮機的主要控制對象是空氣的壓力，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手動調(diào)節(jié)輸入或輸出口的閥門開度；
   ②用機械方式進行自動卸載與加載控制；
   ③通過改變?nèi)~片的角度來調(diào)節(jié)壓力或流量等等。

5.壓縮機的原拖動系統(tǒng)大多采用單電動機拖動，電動機本身不調(diào)速。

三、存在的主要問題

原系統(tǒng)由于電機不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，浪費電能。經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個氣網(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由于壓縮機不能排除在滿負載狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，只能按更大需求來決定電動機的容量，故設(shè)計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速，可大大提高運行時的工作效率。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，也不能減小電動機的運行功率。采用了變頻調(diào)速后，當需求量較小的情況下，可降低電動機的轉(zhuǎn)速，減小電動機的運行功率，從而進一步實現(xiàn)節(jié)能。

2.從運行質(zhì)量的角度看：
單電動機拖動系統(tǒng)大多不能根據(jù)負載的輕重連續(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的工作性能。

五、系統(tǒng)改造基本原理：

壓縮機的變頻調(diào)速系統(tǒng)通常以輸出壓力作為控制對象，由壓力傳感器取出的反饋信號，接至PI調(diào)節(jié)器，與預(yù)制的壓力給定信號相比較，經(jīng)PID調(diào)節(jié)后控制變頻器的頻率輸出，從而決定電動機的工作轉(zhuǎn)速。因為變頻調(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
變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)控制的壓縮機比較，能源節(jié)約是最有實際意義的，根據(jù)用氣量需求來供給的壓縮機工況是經(jīng)濟的運行狀態(tài)。一般節(jié)能效果在15％以上，全部投資在6至18個月就能全部收回。

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。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉(zhuǎn)速的改變而改變，有效地提高了工況的質(zhì)量。儲氣罐壓力波動范圍可以穩(wěn)定在0.1MPa，大大提高給現(xiàn)場的供氣質(zhì)量。

3.延長壓縮機的使用壽命
變頻器對壓縮機實行完全的軟起動，且起動加速時間隨時調(diào)整，大大減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到更低程度。