空氣壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的許多部門中應(yīng)用極廣,，特別是在紡織,、化工、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備,，是許多工業(yè)部門工藝流程中的核心設(shè)備,。提供自動(dòng)化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力，是生產(chǎn)流程順暢之要素,，瞬間的壓降,，即會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。隨著變頻技術(shù)的成熟,變頻器在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,。其控制方式的多樣性,、完善的電機(jī)保護(hù)功能以及其特有的優(yōu)點(diǎn)是目前在工控領(lǐng)域其它無(wú)可比擬的。
1 螺桿式空壓機(jī)的工作原理
　　 空氣壓縮機(jī)工作原理,。螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過(guò)程分為吸氣,、密封及輸送、壓縮,、排氣四個(gè)過(guò)程,。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入,，同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送,；在輸送過(guò)程中齒溝嚙合間隙逐漸變小,，油氣受到壓縮；當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí),，較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體,。
2 壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機(jī)控制原理
　　1 壓縮氣供氣系統(tǒng)組成
　　工廠空氣壓縮氣供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī),、過(guò)濾器,、儲(chǔ)氣罐、管路,、閥門和用氣設(shè)備組成,。
　2 空氣壓縮機(jī)的控制原理
　　在工廠的空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中，普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來(lái)控制空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行,?？諌簷C(jī)啟動(dòng)時(shí)，加載閥處于不工作態(tài),，加載氣缸不動(dòng)作,，空壓機(jī)頭進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載啟動(dòng),。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后,，如果后端設(shè)備用氣量較大，儲(chǔ)氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達(dá)到壓力上限值,，則控制器動(dòng)作加載閥,，打開(kāi)進(jìn)氣口，電機(jī)負(fù)載運(yùn)行,，不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣,。如果后端用氣設(shè)備停止用氣，后端管路和儲(chǔ)氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高,，當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時(shí),，壓力控制器發(fā)出卸載信號(hào)，加載閥停止工作,，進(jìn)氣口關(guān)閉,，電機(jī)空載運(yùn)行。
3螺桿式空氣壓縮機(jī)變頻改造
　　1 空壓機(jī)工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行的比較
空壓機(jī)電機(jī)功率一般較大,，啟動(dòng)方式多采用空載（卸載）星-三角啟動(dòng),，加載和卸載方式都為瞬時(shí)。這使得空壓機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有較大的啟動(dòng)電流，加載和卸載時(shí)對(duì)設(shè)備機(jī)械沖擊較大,；不光引起電源電壓波動(dòng),，也會(huì)使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動(dòng)；同時(shí)這種運(yùn)行方式還會(huì)加速設(shè)備的磨損,，降低設(shè)備的使用年限,。由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配,，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，電能浪費(fèi)巨大,。
　　對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造,，能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停，減小啟動(dòng)沖擊,，延長(zhǎng)設(shè)備使用年限,；同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變，實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,，減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載,，從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定,，
便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,。
4、變頻改造方案設(shè)計(jì)原則
　　根據(jù)原工況存在的問(wèn)題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
　　1,、 電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.02Mpa,。
　　2,、 系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。
　 3,、 根據(jù)空壓機(jī)的工況要求,，系統(tǒng)應(yīng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。
　　4,、 為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器,，變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。
　　5,、 在用電氣量小的情況下,，變頻器處在低頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過(guò)允許的范圍,。
6,、生產(chǎn)工藝要求,，變頻改造后，適當(dāng)降低壓縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力,，將原來(lái)的高壓變流量供氣改變?yōu)樽冾l恒壓變流量供氣方式,。
5、變頻器的選型
　　根據(jù)上述原則,，選擇德力西（杭州）變頻器公司的CDI9000G系列通用型變頻器,，裝有工變頻切換裝置，只需加一只壓力變送器即可組成閉環(huán)控制系統(tǒng),。傳感器反饋的氣壓信號(hào)直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口,，而壓力設(shè)定可以使用變頻器的鍵盤設(shè)定,，使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求,。
　德力西變頻器特點(diǎn)：
　日立32位電機(jī)控制專用微處理器，高精度頻率輸出,。
　新穎的功率累計(jì)功能,，觀察節(jié)能效果更直觀方便。
　內(nèi)置RS-485接口,，可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制,。多信號(hào)輸入，內(nèi)置簡(jiǎn)易PLC,，自動(dòng)化控制更方便,。
　載波頻率可調(diào)，靜音運(yùn)行,。
　控制方式多樣化,，通用性強(qiáng)。
　內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能,，閉環(huán)控制簡(jiǎn)單低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,，運(yùn)行穩(wěn)定。
　鍵盤操作方便,，可在運(yùn)行時(shí)在線調(diào)整和設(shè)定有關(guān)參數(shù),。
　多樣的變頻器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)顯示，對(duì)控制信號(hào)和負(fù)載運(yùn)行狀況一目了然,。
在進(jìn)行變頻改造時(shí)我們將盡量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性,，對(duì)其電路不作改動(dòng)；這有利于在變頻器發(fā)生故障或是檢修時(shí),，空壓機(jī)可以很方便地改動(dòng)回到原有的控制方式上去,，這保證了空壓機(jī)在變頻和工頻狀態(tài)下都可以運(yùn)行。