摘 要 ：本文介紹了螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作原理和電氣控制原理，對(duì)變頻節(jié)能改造進(jìn)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(xiàng)。事實(shí)證明，基比系列通用型變頻器應(yīng)用于螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、性能良好，具有較高的推廣和應(yīng)用價(jià)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(jī)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(lái)控制空壓機(jī)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(dòng)，有時(shí)會(huì)造成空壓機(jī)頻繁加載、卸載?？諌簷C(jī)卸載后電機(jī)仍然工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅浪費(fèi)電能而且增加設(shè)備的機(jī)械磨損；空壓機(jī)加載過(guò)程是突然加載，也會(huì)對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)造成較大的沖擊。因此對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造具有改善電機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行方式、減少設(shè)備的機(jī)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(jī)的工作原理 
　　以單螺桿空壓機(jī)為例說(shuō)明空氣壓縮機(jī)工作原理，如圖1所示為單螺桿空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。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(mén)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(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。圖3為某品牌空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)原理圖。 
　　 
　　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。 
　　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，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(jī)主電路和控制電路的變頻改造 
　　以某品牌空壓機(jī)為例，圖4是其電路原理圖?？梢钥闯鲈撈放菩吞?hào)的空壓機(jī)采用星-三角啟動(dòng)方式，在其控制電路上有加載繼電器（注意該機(jī)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(shí)，將變頻器串接進(jìn)原有的電源進(jìn)線中；控制電路中增加一個(gè)時(shí)間繼電器JS，時(shí)間繼電器的線圈一端與220V控制電路零線接通，另一端通過(guò)電機(jī)主電