空壓機節(jié)能原理及改造效果
空壓機是一種工礦企業(yè)中的空氣動力提供設備, 電動機的容量一般都較大，而且大多數(shù)是常年連續(xù)運行的，故節(jié)電潛力很大，變頻器在空壓機上的節(jié)能技術改造取得了顯著的經(jīng)濟效益和綜合效益。
一、空壓機工作原理
通常空壓機分為螺桿式空壓機和活塞式空壓機。
Ø 螺桿式空壓機工作原理
螺桿式空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉子(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，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、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，陰轉子的槽和陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。
Ø 活塞式空壓機工作原理
活塞式空壓機是由電動機帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機氣缸內作往復運動，完成吸入、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內。其中，活塞組件，活塞與汽缸內壁及汽缸蓋構成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內作往復運動以實現(xiàn)汽缸內氣體的壓縮。(此種改造一般效果不如螺桿式明顯)
二、空壓機系統(tǒng)控制過程
空壓機主電機運行方式一般為星型到三角降壓起動后再全壓運行。加、卸載供氣控制方式為進氣閥開關控制方式，即壓力達到上關閥，壓縮機空載運行；壓力抵達下開閥，壓縮機加載運行。供氣系統(tǒng)具體工作流程為：當按下啟動按鈕，空壓機在卸載模式下啟動，這時進氣閥處于關閉位置，而排氣閥處于打開位置。等降壓完成后空壓機開始加載運行，系統(tǒng)壓力開始上升。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力上限值，控制器使進氣閥關閉，壓縮機空載運行，直到系統(tǒng)壓力降到壓力下限值后，控制器使進氣閥重新打開，排氣閥關閉，壓縮機打開，壓縮機滿載運行,不斷重復上述過程。空氣壓縮機的排氣量和壓力，在運轉中也不是不變的，常因工況變化導致用氣量變化，所以空氣壓縮機工作時總是在重復滿載－卸荷工作方式。
滿載時的工作電流接近電動機的額定電流，卸荷時的空轉電流約為30-50％電動機額定電流，這部分電流不是做有用功，而是機械在額定轉速下的空轉損耗。這種機械式調節(jié)裝置雖然也能起到壓力調節(jié)作用，但是壓力調節(jié)精度低，壓力波動大。壓縮機總是在額定轉速下工作，機械磨損大，電耗高。
三、沒有采用變頻器控制時有以下缺點
1、工頻起動設備時的沖擊大，對電機軸承的磨損大，所以設備維護成本較高。
2、雖然都是降壓啟動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設備的運行安全.
3、由于空壓機不能排除在滿負荷下長時間運行的可能性，所以只能按需要設計電動機的容量，設計余量一般都偏大,這樣會導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行, 因此就不能直接使用氣壓力與供氣壓力達到穩(wěn)定,造成供氣壓力忽大忽小,也不能降速調節(jié)輸出功率實現(xiàn)真正匹配，造成電能嚴重浪費。
四、變頻改造的節(jié)能原理
根據(jù)空氣壓縮理論，壓縮機的軸功率、排氣量和軸轉速符合下列公式：
PZ=M×n×Vd／9553=K×Vh ×n2
式中：PZ——空壓機軸功率（KW）；M——壓縮機輸入平均軸扭矩（N.m）；
n——壓縮機軸轉速（r/min）；K=9553——與氣缸容積、壓力、溫度和泄漏有關的系數(shù)；
n2——調節(jié)后壓縮機的軸轉速（r/min）；Vh——一級氣缸容積（m3）；
Vd——在n2轉速下的排氣量（m3/min）。
根據(jù)上述理論分析，在空壓機的氣缸容積不能改變的條件下，只有調節(jié)空壓機的轉速才能改變排氣量，空壓機是恒轉矩負載，壓縮機軸功率和轉速成正比，在空壓機總排氣量大于風動工具用氣量時候，通過降低或者控制好空壓機的轉速調節(jié)供氣壓力，是達到空壓機經(jīng)濟運行的辦法。
五、采用變頻器進行轉速控制的優(yōu)點
1、節(jié)約能源：節(jié)電、節(jié)油
1、節(jié)約能源：節(jié)電、節(jié)油
2、降低運行維護成本
3、提高壓力控制精度，空壓機系統(tǒng)恒壓控制
4、延長空壓機使用壽命
5、降低空壓機噪音
6、滿足低氣量特性
