论空螺杆空气压缩机原理及节能改造

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1、论空螺杆空气压缩机原理及节能改造一、螺杆式空压机原理（1）．概述      空压机是各种工厂、筑路、矿山及建筑行业的必备设备，主要用来提供源源不断的具有一定压力的压缩空气，例如给气动阀供气，给需要一定压力气体的工艺流程提供气源。空压机有很多种类，如螺杆式空压机、活塞式空压机、离心式空压机、涡旋式空压机等等，而螺杆式空压机的市场潜力极大，并在很多行业得到广泛的运用。空压机在其控制中采用加载—卸载阀来控制空压机的供气，由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别，使得用气量发生波动，有时会造成空压机频繁加

2、载、卸载。空压机卸载后仍然工频运转，不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损，并且加载是一个突然的过程，会对设备和电网造成较大的冲击。因此对空压机进行变频改造具有改善电机的启动和运行、减少设备的机械磨损、在一定范围内节约电能等效果。本文主要讲述台安空压机控制器CCAC-M与东元7200GS变频器组成的控制系统在螺杆式空压机上的应用。（2）．螺杆式空压机工作原理      以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理，如图1所示为单螺杆空气压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压

3、缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。      采用变频器可通过改变螺杆转子转速的方式来改变排气量，当用气量发生变化时，变频器改变转速的方式调节空压机的排气量，达到排气压力恒定不变，并节约能源的目的。（3）．空压机系统组成1. 在空气压缩机控制系统中，采用空压机后端出气管道上

4、安装的压力传感器来控制空气压缩机的压力。空压机启动时，加载电磁阀处于关闭状态，加载气缸不动作，变频器拖动电机空载运行，一段时间（可有控制器任意设定，在此设置为10S）后，加载电磁阀打开，空压机带载运行。当空气压缩机启动运行后，如果后端设备用气量较大，储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力上限值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不断地向后端管路产生压缩气。如果后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，压力传感器发出卸载信号，加载电磁阀停止工作，

5、进气口滤清器关闭，电机空载运行。      当空压机连续运行，压缩机主体温度会升高，当温度达到一定程度时，本系统设定为80℃（可有控制器根据应用环境自行设定）风机开始运行，用于降低主机工作温度。风机运行一段时间，主机温度下降，低于75℃风机停转。空压机系统图如下：2.控制系统组成及参数设置      螺杆机控制系统，我们采用台安空压机专用控制器（型号CCAC-M）,变频器采用东元7200GS系列（功率段为25HP∽400HP）。控制器及变频器具体配线图如：控制器基本参数：加载时间10S、压力上限0

6、.75MPa、压力下限0.65 MPa、运行方式：变频、变频器选择：东元7200GS、空压机运行时间:根据要求自行设定、比例系数、积分时间。变频器参数：BN-01=20、BN-02=20、BN-05=101、BN-06=-6；SN-02=0F、SN-04=0100、SN-05=0010、SN-08=1111、SN-11=0100；SN30=0003、SN31=1101、CN-02=50、CN-07=1.5、CN-08=14、CN-09=398（根据实际所用电机的额定电流×1.15）、CN-15=5

7、0、CN-23=2、CN-24=2、CN-36=10、CN-37=20；ON-09=80。通讯参数设置：站号3、波特率19200、停止位1、数据位8、校验位偶。3.调试步骤⑴ 根据东元7200GS变频器及台安CCAC-M空压机控制器规格，完成电源线及控制线的配线，注意变频器外围选购件（如：空开、断路器、电抗器等）的连接及所用动力线的线径、材质。⑵ 设置控制器、变频器参数，如上。⑶ 上电运行空压机，观察设备是否运转正常，若有故障，则根据具体故障现象排除故障，直至设备可以正常运行。⑷ 设备运行正常后根

8、据实际的用气要求，调节合适的出气口压力，并使变频器运行电流波动在很小的范围内（几A以下），与电流波动相关的参数有，控制器P、I、D参数及变频器ON09、CN08、CN15，可视实际情况调节。（4）工作流程1、吸气过程：螺杆式的进气侧吸气口，必须设计得使压缩室可以充分吸气，而螺杆式压缩机并无进气与排气阀组，进气只靠一调节阀的开启、关闭调节，当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口之自由空气相通，因在排气时齿沟之空气被全数排出，排气结