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常州龍力機械有限公司
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一、 空壓機工作原理介紹
空壓機的工作原理是：由一對相互平行齒合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，從而實現空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽及陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。
空氣壓縮機運行的具體程序為：按下啟動按鈕，控制系統接通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機在卸載模式下啟動，這時進氣閥處于關閉位置，而放氣閥則打開以排放油氣分離器內的壓力。等降壓2秒后空壓機開始加載運行，系統壓力開始上升。如果系統壓力上升到壓力開關上限值，即起跳壓力時，控制器使進氣閥關閉，油氣分離器放氣，壓縮機空載運行。當系統壓力下降至壓力開關下限值，即回跳壓力時，控制器使進氣閥打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機滿載運行。使空壓機從空載到滿載運行隨著母管壓力的大小而頻繁切換，對電氣設備和機械設備沖擊比較大。設備的磨損增大，對設備的維護量大。縮短了壓縮機的使用壽命。
二、 原空氣壓縮機系統工況的問題分析
1、 主電機雖然以星-角降壓起動，但起動時的電流仍然很大，會影響低壓電網的穩定及其對本身電氣設備的大電流沖擊。
2、 主電機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。
3、 主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音增大。
4、 主電機工頻起動設備的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以對設備的維護量大。
三、 空壓機節能改造的必要性
鑒于以上對空壓機的原理說明以及目前的工況分析，認為對空壓機的節能降噪改造是必要的，這樣不僅能夠節約大量的運行費用，降低生產成本，同時還可以降低空壓機運行時產生的噪音，減少設備維護費用。
四、 節能改造要求
根據原工況存在的問題并結合我廠實際，空壓機變頻改造后系統應滿足以下要求：
1、 電機變頻運行狀態保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa
2、 系統應具有變頻和工頻兩套控制回路，并且可以單獨運行。 3、 系統應具有開環和閉環兩套控制回路。
4、一臺變頻器能控制一臺空壓機，另一臺空壓機保持原控制系統不變。
5、 根據空壓機的工控要求，系統應保障電動機具有恒轉矩運行特性。
6、為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端應有抑制電磁干擾的有效措施。
7、在變頻運行情況下，變頻器處在低頻運行時，應能保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍。8、電機應有單獨的散熱風扇。
9、系統設計應有變頻和工頻兩套主回路，都能單獨運行。
五、 節能改造方案
由變頻器，壓力變送器、電機、螺旋轉子組成壓力閉環控制系統自動調節電機轉速，使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定范圍內，進行恒壓力控制。
反饋壓力與設定壓力進行比較運算，實時控制變頻器的輸出頻率，從而調節電機轉速，到達節能的目的。
六、 空壓機變頻改造的優點
1、運行成本降低
傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
2、提高壓力控制精度
變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網的系統壓力變化保持在規定變化范圍也就是0.2bar范圍內，有效地提高了工況的質量。
3、延長壓縮機的使用壽命 變頻器從0HZ起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。
4.降低了空壓機的噪音
根據壓縮機的工況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，能有效地降低空壓機運行時的噪音。
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