一、空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)概述：        

空氣壓縮機(jī)在出廠時(shí)配套的排氣壓力調(diào)節(jié)裝置，多數(shù)為關(guān)閉進(jìn)氣管式壓力調(diào)節(jié)器，其工作原理是當(dāng)儲(chǔ)氣罐（風(fēng)包）內(nèi)空氣壓力超過(guò)設(shè)定的壓力時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)氣管上碟閥自動(dòng)關(guān)閉，壓縮機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)卸荷狀態(tài)，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)氣管碟閥自動(dòng)開啟，壓縮機(jī)又進(jìn)入到滿載工作狀態(tài)。空氣壓縮機(jī)的排氣量和壓力，在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不是不變的，常因工況變化導(dǎo)致用氣量變化，所以空氣壓縮機(jī)工作時(shí)總是在重復(fù)滿載－卸荷工作方式。滿載時(shí)的工作電流接近電動(dòng)機(jī)的額定電流，卸荷時(shí)的空轉(zhuǎn)電流約為30-50％電動(dòng)機(jī)額定電流，這部分電流不是做有用功，而是機(jī)械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗。這種機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置雖然也能起到壓力調(diào)節(jié)作用，但是壓力調(diào)節(jié)精度低，壓力波動(dòng)大。壓縮機(jī)總是在額定轉(zhuǎn)速下工作，機(jī)械磨損大，電耗高。 

根據(jù)空氣壓縮理論，壓縮機(jī)的軸功率、排氣量和軸轉(zhuǎn)速符合下列公式：

N=MrY*n/9553（KW）  

Vd1＝K＊Vh1＊n2（m3/min）

式中：N－壓縮機(jī)的軸功率（kw）  

Mr－壓縮機(jī)輸入的平均軸轉(zhuǎn)矩 （N.m）  

n －壓縮機(jī)的軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 

Vd1 ————在n2 轉(zhuǎn)速下的排氣量 （（m3/min）

K ——————與汽缸容積、壓力、溫度和泄漏有關(guān)的系數(shù)

Vh1 ————一級(jí)缸容積（m3 ）

n2——————調(diào)節(jié)后的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 

根據(jù)上述理論分析，在空氣壓縮機(jī)的汽缸容積不能改變的條件下，只有調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速才能改變排氣量；空氣壓縮機(jī)是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，壓縮機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)速呈正比變化。在壓縮機(jī)總排氣量大于總用氣量時(shí)，通過(guò)降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)供風(fēng)壓力，是達(dá)到壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效方法。在可以選用的壓縮機(jī)變極電動(dòng)機(jī)、改變皮帶輪傳動(dòng)比、串極調(diào)速等調(diào)速方法中，變頻調(diào)速與其他調(diào)速方法相比，具有無(wú)極調(diào)速、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不用改變?cè)O(shè)備結(jié)構(gòu)和安裝量小的特點(diǎn)。  

變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是壓力給定方便，根據(jù)用氣量的變化隨時(shí)調(diào)整設(shè)定值，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力閉環(huán)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的恒壓供應(yīng)。

二、空氣壓縮機(jī)選用變頻器時(shí)的有關(guān)要求： 

空氣壓縮機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，應(yīng)選用通用型變頻器，壓縮機(jī)選用變頻器托動(dòng)的主要目的是按需要的用風(fēng)量，合理調(diào)節(jié)供氣壓力的設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓節(jié)能運(yùn)行。按配套電動(dòng)機(jī)額定功率選用相同容量的恒轉(zhuǎn)矩變頻器。變頻器要有內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能和4-20mA,或0-10V模擬信號(hào)接口；使用地點(diǎn)的電壓變動(dòng)率要在變頻器允許輸入電壓范圍內(nèi)。 

三、改造后的運(yùn)行及效果：  

壓力傳感器安裝在貯氣罐上，反饋輸出的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成變頻器可以識(shí)別的模擬電壓信號(hào)或電流信號(hào)（ 0-10V,4-20mA ），如果是一臺(tái)式運(yùn)行可以直接使用變頻器的內(nèi)置PID功能，如果是多臺(tái)式運(yùn)行，需要增加一個(gè)外置的控制器以達(dá)到使用目的。在設(shè)計(jì)施工中，最好保留工頻備用裝置，一旦變頻器出現(xiàn)故障，可以使用工頻系統(tǒng)，保證生產(chǎn)的繼續(xù)。    

 壓縮機(jī)變頻改造后運(yùn)行平穩(wěn)，工作壓力保持恒定，由變頻器控制壓縮機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行。設(shè)備改造后可以實(shí)現(xiàn)供風(fēng)壓力閉環(huán)控制，減少了壓縮機(jī)的啟停次數(shù)，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；降低了耗電量和機(jī)械磨損，延長(zhǎng)了機(jī)械的使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

四、空壓機(jī)變頻改造后的效益：   

1、節(jié)約能源   

變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)控制的壓縮機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的，根據(jù)用氣量需求來(lái)供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。 

2、提高壓力控制精度  

變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機(jī)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(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變，有效地提高了工況的質(zhì)量。

 3、延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命 

變頻器從低頻起動(dòng)壓縮機(jī)，它的起動(dòng)加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)。此外，變頻控制能夠減少機(jī)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(shè)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。