摘 要 ：本文介紹了螺桿式空氣壓縮機的工作原理和電氣控制原理，對變頻節(jié)能改造進行了可行性分析，介紹了主電路和控制電路的改造方法，也指出了改造中的注意事項。事實證明，基比系列通用型變頻器應用于螺桿式空氣壓縮機運行穩(wěn)定、性能良好，具有較高的推廣和應用價值。 
　　 
　　Abstract: This study is introduces the screw air compressor machine’s theory of 
operation and electrical control principle. It is not only analyst feasibility of energy 
saving after frequency rebuild, but also describes the rebuild method of main 
circuit and control circuit. The practice has proved that the JP6C frequency 
converter applied in screw air compressor machines has run efficiently and steadily,
 which is worth popularizing its applications. 
　　 　　  Keywords: Screw Air Compressor Machine Energy Saving and Frequency Rebuild 
General Frequency Converter 
　　 
　　1、 前言 
　　螺桿式空壓機廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)中，在其控制中采用加載-卸載閥來控制空壓機的供氣。由于用氣設(shè)備的工作周期或是生產(chǎn)工藝的差別，使得用氣量發(fā)生波動，有時會造成空壓機頻繁加載、卸載。空壓機卸載后電機仍然工頻運轉(zhuǎn)，不僅浪費電能而且增加設(shè)備的機械磨損；空壓機加載過程是突然加載，也會對設(shè)備和電網(wǎng)造成較大的沖擊。因此對空壓機進行變頻改造具有改善電機的啟動和運行方式、減少設(shè)備的機械磨損、在一定范圍內(nèi)節(jié)約電能等效果。 
　　 
　　1 螺桿式空壓機的工作原理 
　　以單螺桿空壓機為例說明空氣壓縮機工作原理，如圖1所示為單螺桿空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)原理圖。螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進氣口吸入，同時也吸入機油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時，較高壓力的油氣混合氣體排出機體。 
　　 
　　2、 壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機控制原理 

　　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、冷干機、過濾器、儲氣罐、管路、閥門和用氣設(shè)備組成。如圖2所示為壓縮氣供氣系統(tǒng)組成示意圖。 
　　 
　　2 空氣壓縮機的控制原理 
　　在工廠的空氣壓縮機控制系統(tǒng)中，普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來控制空氣壓縮機的運行。空壓機啟動時，加載閥處于不工作態(tài)，加載氣缸不動作，空壓機頭進氣口關(guān)閉，電機空載啟動。當空氣壓縮機啟動運行后，如果后端設(shè)備用氣量較大，儲氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達到壓力上限值，則控制器動作加載閥，打開進氣口，電機負載運行，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，后端管路和儲氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高，當達到壓力上限設(shè)定值時，壓力控制器發(fā)出卸載信號，加載閥停止工作，進氣口關(guān)閉，電機空載運行。圖3為某品牌空氣壓縮機的系統(tǒng)原理圖。 
　　 
　　3、螺桿式空氣壓縮機變頻改造 
　　1 空壓機工頻運行和變頻運行的比較 
　　空壓機電機功率一般較大，啟動方式多采用空載（卸載）星-三角啟動，加載和卸載方式都為瞬時。這使得空壓機在啟動時會有較大的啟動電流，加載和卸載時對設(shè)備機械沖擊較大；不光引起電源電壓波動，也會使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動；同時這種運行方式還會加速設(shè)備的磨損，降低設(shè)備的使用年限。 
　　對空壓機進行變頻改造，能夠使電機實現(xiàn)軟起軟停，減小啟動沖擊，延長設(shè)備使用年限；同時由于電機運行頻率可變，實現(xiàn)了空壓機根據(jù)用氣量的大小自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，減少了電機頻繁的加載和卸載，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定，在一定程度上節(jié)約了電能。 
　　 
　　2 空壓機主電路和控制電路的變頻改造 
　　以某品牌空壓機為例，圖4是其電路原理圖。可以看出該品牌型號的空壓機采用星-三角啟動方式，在其控制電路上有加載繼電器（注意該機的控制PLC為日系產(chǎn)品，PLC的數(shù)字量輸出端為低電平）。在主電路改造時，將變頻器串接進原有的電源進線中；控制電路中增加一個時間繼電器JS，時間繼電器的線圈一端與220V控制電路零線接通，另一端通過電機主電

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