螺杆式空压机变频改造

一、 定频螺杆空压机系统分析及缺陷
传统空压机驱动电机均无转速调节的功能，一般使用气缸上下限压力检测来启动电机或是加装离合器达到相对恒定压力控制，其存在以下的缺陷：
1 电网冲击大。电机启动时有6倍的冲击电流，形成对电网和机械负载的冲击。电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大
2、浪费电能。电机空载时，出现较频繁的排空放气现象，浪费电能较严重。
3、上下限压力不易调节。压力调节太小则易造成不断的起停而烧毁电机及启动电磁开关；压力调节太大则易形成管路高压力、高传送损失、漏气、管路破裂的危险，而且压力范围波动太大无法满足现代化工艺要求。
4、噪音大。空压机自动排空放气时噪音极大，造成环境污染。 综上所述，可用变频调速器对现有的空压机系统进行改造，以建立恒压供气系统，从而达到节电、减少噪音、降低设备磨损、减少对电网冲击、提高功率因数、稳定产品质量等效果。
二、空压机工作原理分析
螺杆空气压缩机在出厂时配套的排气压力调节装置，多数为关闭进气管式压力调节器，其工作原理是当储气罐（风包）内空气压力超过设定的压力时，压缩机进气管上碟阀自动关闭，压缩机进入空转卸荷状态，当储气罐内的空气压力低于设定压力时，压缩机进气管碟阀自动开启，压缩机又进入到满载工作状态。
空气压缩机的排气量和压力，在运转中也不是不变的，常因工况变化导致用气量变化，所以空气压缩机工作时总是在重复满载－卸荷工作方式。满载时的工作电流接近电动机的额定电流，卸荷时的空转电流约为30-50％电动机额定电流，这部分电流不是做有用功，而是机械在额定转速下的空转损耗。这种机械式调节装置虽然也能起到压力调节作用，但是压力调节精度低，压力波动大。压缩机总是在额定转速下工作，机械磨损大，电耗高。

三、空压机变频改造方案
由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。 反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。

四、空压机变频节能改造后的效益
1、节约能源
变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空 气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。
2、运行成本降低
传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能 源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44.3%，再加上变频起动后 对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。
3、提高压力控制精度
变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统 所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变 频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在5pisg变化范 围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。
4、延长压缩机的使用寿命并降低了噪音
变频器从0HZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机 的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长也降低了设备噪音。 此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的 用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度.
四 总结
根据上述理论分析，在空气压缩机的汽缸容积不能改变的条件下，只有调节压缩机的转速才能改变排气量；空气压缩机是恒转矩负载，压缩机轴功率与转速呈正比变化。在压缩机总排气量大于总用气量时，通过降低压缩机转速调节供风压力，是达到压缩机经济运行的有效方法。
在可以选用的压缩机变极电动机、改变皮带轮传动比、串极调速等调速方法中，变频调速与其他调速方法相比，具有无极调速、容易实现自动控制，不用改变设备结构和安装量小的特点。变频调速的优点是压力给定方便，根据用气量的变化随时调整设定值，能够实现压力闭环运行，实现压缩机的恒压供应。把压力传感器安装在总排风管上，反馈输出的压力信号转换成变频器可以识别的模拟电压信号或电流信号（0-5V, 0-10V,4-20mA ），如果是一台式运行可以直接使用变频器的内置PID功能。压缩机变频改造后运行平稳，工作压力保持恒定，由变频器控制压缩机的自动运行。
设备改造后可以实现供风压力闭环控制，减少了压缩机的启停次数，减轻了操作人员的劳动强度；降低了耗电量和机械磨损，延长了机械的使用寿命，提高了经济效益, 节电15%-35%左右,有效节约公司成本。