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(yáng)轉子(或稱(chēng)螺桿)在氣缸內轉動(dòng)，使轉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(zhù)轉子軸線(xiàn)由吸入側輸送至輸出側，實(shí)現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程。

 

二、特點(diǎn)及分類(lèi)

 

1.常見(jiàn)的壓縮機的種類(lèi)根據使用場(chǎng)合的不同，壓縮機大致有以下幾類(lèi)：

①空氣壓縮機用于為有關(guān)的設備提供壓縮空氣；

②冷凍壓縮機用于冷凍、冷藏及制冰等場(chǎng)合；

③空調壓縮機用于制冷、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(zhuān)用壓縮機

 

2.壓縮機的結構形式歸納起來(lái)，壓縮機的結構形式大致有以下幾種：

①單缸單電動(dòng)機式

②多缸多電動(dòng)機式

③單電動(dòng)機渦輪式

④單電動(dòng)機透平式

 

3.拖動(dòng)系統的特點(diǎn)：

 

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

 

②大多處于長(cháng)時(shí)間連續運行狀態(tài)，但負載大小常有變動(dòng)，為連續變動(dòng)負載。

 

③飛輪力矩大，故要求有較大的啟動(dòng)轉矩。

 

④啟動(dòng)次數少，對升、降速時(shí)間無(wú)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，在冷凍或冷卻系統中，常常以溫度作為控制參量。常見(jiàn)的控制方式有：

   ①手動(dòng)調節輸入或輸出口的閥門(mén)開(kāi)度；

   ②用機械方式進(jìn)行自動(dòng)卸載與加載控制；

   ③通過(guò)改變葉片的角度來(lái)調節壓力或流量等等。

 

5.壓縮機的原拖動(dòng)系統大多采用單電動(dòng)機拖動(dòng)，電動(dòng)機本身不調速。

 

三、存在的主要問(wèn)題

 

原系統由于電機不允許頻繁啟動(dòng)，導致在用氣量少的時(shí)候電機仍然要空載運行，浪費電能。經(jīng)常卸載和加載導致整個(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.從節能的角度看：

　?、儆捎趬嚎s機不能排除在滿(mǎn)負載狀態(tài)下長(cháng)時(shí)間運行的可能性，所以，只能按最大需求來(lái)決定電動(dòng)機的容量，故設計容量一般偏大。在實(shí)際運行中，輕載運行的時(shí)間所占的比例是非常高的。如采用變頻調速，可大大提高運行時(shí)的工作效率。因此，節能潛力很大。

　?、谟行┱{節方式（如調節閥門(mén)開(kāi)度和改變葉片的角度等），即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動(dòng)機的運行功率。采用了變頻調速后，當需求量較小的情況下，可降低電動(dòng)機的轉速，減小電動(dòng)機的運行功率，從而進(jìn)一步實(shí)現節能。

 

2.從運行質(zhì)量的角度看：

　　單電動(dòng)機拖動(dòng)系統大多不能根據負載的輕重連續地調節。而采用了變頻調速后，則可以十分方便地進(jìn)行連續調節，能保持壓力、流量、溫度等參數的穩定，從而大大提高壓縮機的工作性能。

 

五、系統改造基本原理：

 

壓縮機的變頻調速系統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調節器，與預制的壓力給定信號相比較，經(jīng)PID調節后控制變頻器的頻率輸出，從而決定電動(dòng)機的工作轉速。因為變頻調速器本身具有PID調節功能，所以可以不用外接PID調節系統，這樣更能保持系統的穩定性。

 

六、改造后的效益

 

1.節能

　　變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較，能源節約是最有實(shí)際意義的，根據用氣量需求來(lái)供給的壓縮機工況是經(jīng)濟的運行狀態(tài)。一般節能效果在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

　　變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶(hù)空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著(zhù)電機轉速的改變而改變，有效地提高了工況的質(zhì)量。儲氣罐壓力波動(dòng)范圍可以穩定在0.1MPa，大大提高給現場(chǎng)的供氣質(zhì)量。

 

3.延長(cháng)壓縮機的使用壽命

　　變頻器對壓縮機實(shí)行完全的軟起動(dòng)，且起動(dòng)加速時(shí)間隨時(shí)調整，大大減少起動(dòng)時(shí)對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長(cháng)。此外，變頻控制能夠減少機組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì )影響電網(wǎng)和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到最低程度。

Vi. Benefits after transformation

 

 

 

1. Energy saving

 

Inverter control compressor compared with the traditional control compressor, energy saving is the most practical significance, according to the gas demand to supply the compressor condition is the economic operation state. Generally, the energy saving effect is more than 15%, and all the investment can be recovered in 6 to 18 months.

 

 

 

2. Improve pressure control accuracy

 

Frequency conversion control system has accurate pressure control capability. Make the air pressure output of the compressor match with the air volume required by the user's air system. The output air quantity of variable frequency control compressor changes with the change of motor speed, which effectively improves the working condition quality. The fluctuation range of gas tank pressure can be stable at 0.1mpa, greatly improving the quality of gas supply to the site.

 

 

 

3. Extend the service life of the compressor

 

The frequency converter can start the compressor completely soft, and the acceleration time can be adjusted at any time, which can greatly reduce the impact on the electrical components and mechanical components of the compressor, enhance the reliability of the system, and extend the service life of the compressor. In addition, the frequency conversion control can reduce the current fluctuation when the unit starts, which will affect the electricity consumption of the grid and other equipment. The frequency converter can effectively reduce the peak value of the starting current to a minimum.