螺桿式單級壓縮空壓機(jī)是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動,使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化,空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè),實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程??諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉(zhuǎn)子的槽與陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
由電動機(jī)直接驅(qū)動壓縮機(jī),使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動,引起氣缸容積變化。由於氣缸內(nèi)壓力的變化,通過進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過空氣濾清器(消聲器)進(jìn)入氣缸,在壓縮行程中,由於氣缸容積的縮小,壓縮空氣經(jīng)過排氣閥的作用,經(jīng)排氣管,單向閥(止回閥)進(jìn)入儲氣罐,當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力時由壓力開關(guān)控制而自動停機(jī)。
一、為什么要變頻--傳統(tǒng)空壓機(jī)的問題:
1、電能浪費(fèi)嚴(yán)重:傳統(tǒng)的加卸載式空壓機(jī),能量主要浪費(fèi)在
1)加載時的電能消耗:在壓力達(dá)到所需工作壓力后,傳統(tǒng)控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升直到卸載壓力。在加壓過程中,一定會產(chǎn)生更多的熱量和噪音,從而導(dǎo)致電能損失。另一方面,高壓氣體在進(jìn)入氣動元件前,其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓,這一過程同樣耗能。
2)卸載時電能的消耗:當(dāng)達(dá)到卸載壓力時,空壓機(jī)自動打開卸載閥,使電機(jī)空轉(zhuǎn),造成嚴(yán)重的能量浪費(fèi)??諌簷C(jī)卸載時的功耗約占滿載時的30%~50%,可見傳統(tǒng)空壓機(jī)有明顯的節(jié)能空間。
2、工頻啟動沖擊電流大:主電機(jī)雖然采用Y-△減壓起動,但起動電流仍然很大,對電網(wǎng)沖擊大,易造成電網(wǎng)不穩(wěn)以及威脅其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。對于自發(fā)電工廠,數(shù)倍的額定電流沖擊,可能導(dǎo)致其他設(shè)備異常。
3、壓力不穩(wěn),自動化程度底:傳統(tǒng)空壓機(jī)自動化程度低,輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠對加卸載閥、調(diào)節(jié)閥的控制來實(shí)現(xiàn)的,調(diào)節(jié)速度慢,波動大,精度低,輸出壓力不穩(wěn)定。
4、設(shè)備維護(hù)量大:空壓機(jī)工頻啟動電流大,高達(dá)5~8倍額定電流,工作方式?jīng)Q定了加卸載閥必然反復(fù)動作,部件易老化,工頻高速運(yùn)行,軸承磨損大,設(shè)備維護(hù)量大。
5、噪音大:持續(xù)工頻高速運(yùn)行,超過所需工作壓力的額外壓力,反復(fù)加載、卸載,都直接導(dǎo)致工頻運(yùn)行噪音大。
二、變頻器空壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
節(jié)能原理:變頻調(diào)速系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對象,由變頻器,壓力傳感器、電機(jī)組成閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng),工作壓力值可由操作面板直接設(shè)置,現(xiàn)場壓力由傳感器來檢測,轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號后反饋到變頻器,變頻器通過內(nèi)置PID進(jìn)行比較計算,從而調(diào)節(jié)其輸出頻率,達(dá)到空壓機(jī)恒壓供氣和節(jié)能的目的。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:
1、啟動電流小,對電網(wǎng)無沖擊:變頻器可使電機(jī)起動、加載時的電流平緩上升,沒有任何沖擊;可使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟停,避免反生電流造成的危害,有利于延長設(shè)備的使用壽命;
2、輸出壓力穩(wěn)定:采用變頻控制系統(tǒng)后,可以實(shí)時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力,使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量;
3、設(shè)備維護(hù)量小:空壓機(jī)變頻啟動電流小,小于2倍額定電流,加卸載閥無須反復(fù)動作,變頻空壓機(jī)根據(jù)用氣量自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,運(yùn)行頻率低,轉(zhuǎn)速慢,軸承磨損小,設(shè)備使用壽命延長,維護(hù)工作量變小。
4、噪音低:變頻根據(jù)用氣需要提供能量,沒有太多的能量損耗,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率低,機(jī)械轉(zhuǎn)動噪音因此變小,由于變頻以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式,不用反復(fù)加載、卸載,頻繁加卸載的噪音也沒有了,持續(xù)加壓,氣壓不穩(wěn)產(chǎn)生的噪音也消失了。 總之,采用變頻恒壓控制系統(tǒng)后,不但可節(jié)約一筆數(shù)目可觀的電力費(fèi)用,延長壓縮機(jī)的使用壽命,還可實(shí)現(xiàn)恒壓供氣的目的,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。