螺杆式空压机论文（精选论文6篇）

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螺杆式空压机论文（精选论文 6篇）

螺杆式空压机具有安全,可靠,节能,环保等特点,在我国使用比较普遍.要使设备时刻具备良好的状

况,必须坚持对其进行合理的维护保养,才能够延长设备的运行周期,减少故障停车维修次数,提高

生产效率。本文是螺杆式空压机论文 6篇，以供借鉴。

　　螺杆式空压机论文第一篇：工频和变频切换的螺杆式空压机设计

　　摘要：主要介绍一种工频和变频自动切换螺杆式空压机的设计，将工变频切换方案的设计

应用在空压机上可以有效降低用户因为变频器故障而引发的空压机突然停机带来停产的风险，

同时也可以帮助用户降低能耗。该方案通过工变频切换的设计可以让用户减少对备用机组的投

资，用户可以根据使用条件和环境自行切换模式。

　　关键词:变频器;螺杆式空压机;工变频切换;

　　 1　概述

　　空气压缩机作为工业生产的第二大能源动力，其能耗在工厂中所占比例极大，在我国的纺

织行业中空气压缩机用电比例超过整厂耗能比例的 50%，在纺织行业织布机的动力主要有两

种：一种是通过水来带动，由于这种工艺产生的污水较多，对环境的影响非常大，在我国的江

浙地区逐渐被关停取消，属于不再被推荐使用的工艺。另一种则是通过压缩空气来带动，这种

纺机工艺在我国的大部分地区在使用，而且由于产能的增加，压缩机的需求量也每年在增加。

　　双螺杆式空气压缩机一般由主机系统、润滑系统、油气分离系统、冷却系统和电气控系统

五大部分组成。驱动电机一般采用皮带连接或者联轴器的方式传动，带动机头转动构成主机系

统，润滑系统的作用主要是对主机的轴承齿轮等进行冷却和润滑，同时向压缩腔进行喷油，对

压缩腔进行降温；油气分离系统是将主机排出的油气混合物经过旋风式分离和油细分离器，将

压缩空气中的油分离出来，最后得到压缩空气。冷却系统主要用于冷却压缩空气和润滑油。

　　螺杆空压机是容积式压缩机，相互啮合的阴阳转子与机壳之间形成一个可变的空间，通过

旋转改变该空间的容积大小和位置，以达到压缩空气的目的。螺杆式空压机因其可靠性高、振

动小、噪声低、操作简单、易损件少、运行效率高等优点而得到广泛应用。

　　 2　工频空压机的弊端

　　工频空压机一般是指无法在空压机正常工作过程对空压机进行变速的空压机，一般电机的

输入频率就是电网电源的输入频率。

　　电机转速公式：

　　其中，n为电机的转速，S为电机的转差率，f为电机的电源频率，p为电机的极对数。

　　公式（1）中1台电机的转差率S和极对数 p是设计好的，无法在运行中改变，输入频率 f

是由电源决定的，所以对于工频空压机来说也是无法改变的。

　　工频电机的启动方式一般采用星三角降压启动或者软启动器启动来最大程度的减小空压机

启动对电网的冲击。在控制中只能使用进气阀来控制，进气阀一般有活塞阀或蝶阀，通过控制

阀的状态来控制空压机的装卸。当压力达到机器的卸载极限压力时关闭进气阀，空压机进入空

载状态，也称卸载状态；当压力达到用户设定的下限时，空气压缩机打开进气阀进入负载状

态，控制进气阀的工作模式只能控制最大压力与最小压力之间的工作压力。

　　由于使用者在选择空压机时一般都是按照最大使用气量来选择空压机，一般选择的空压机

余量较大，而设备使用者往往无法全部使用掉，因此会导致管道系统压力的持续升高，根据控

制逻辑要求，设备就会出现频繁的加卸载，卸载过程中电机依然是额定转速下转动的，依然会

浪费掉机器满载的40%左右的能源。据统计一般设备的平均开机率仅在80%左右，所以每年浪

费掉的能源非常大。

　　不仅如此，频繁的加卸载还会带来管道压力的波动，为了能够达到正常的使用压力，不得

不提高卸载压力来满足用户的正常需求，压力的提高也会造成能源的浪费，根据标准 GB　

19153―2019 的规定压力在 0.7　MPa 时1级能效比功率为 5.5　k　W/（m3/min），压力在 0.8　MPa

时1级能效规定的比功率为 5.9　k　W/（m3/min）。方案中 250　k　W 的空压机排气量为 46　

m3/min，同等气量的情况下压力 0.8　MPa 每小时耗电就高出了18.4　k　W・h，这种不必要的浪

费非常大。

　　 3　工频和变频切换方案的设计

　　 3.1　变频器的设计原理

　　随着电子自动控制技术的快速发展，变频技术越来越成熟，变频器也在各行各业被广泛应

用，而将变频器技术应用在空气压缩机上的历史并不悠久，在近几年中由于变频器的发展和成

本价格的降低，才逐渐被空压机行业所应用。使用变频器技术的优势是显而易见的，压力稳定

输出，可以任意调节用户所需要的压力，变频方式启动电流较小，最大的优势则是体现在节能

上。

　　由公式（1）可知：可以通过改变电机的输入频率来改变电机转速，通过改变电机转速可

改变压缩机主机的转速调节空气压缩机的容积流量。

　　变频器的作用就是可以将额定 380　V　50　Hz 的电网的电源，通过整流和逆变以后输出需要

的频率和电压的电源。而需要的目标频率可以通过通讯、模拟量或者变频器内部的 PID 计算获

得。以压力作为反馈信号，当设定一个目标压力以后，空压机控制器将会通过目前压力和目标

压力进行 PID 计算，得出当前电机需要的转速百分比来调节电机转速，从而达到减小气量稳定

压力的作用。

　　使用变频器以后前期的控制逻辑没有改变，开机以后由于管网压力小于加载压力进气阀将

会打开，机器满载运行，当用户的需求气量减小时，空压机控制器会检测到当前压力大于目标

压力，那么控制器会通过通讯或者模拟量传给变频器，变频器会改变频率和输出电压来改变电

机的转速。以此来降低主机转速，减小压缩机的容积流量。当用户不再使用气量或者使用的气

量极小时，由于最低转速下转速无法改变，压力继续上升至卸载压力，进气阀门将关闭，变频

器停止运行进入休眠状态，这种调节方式将消除空载状态的能源浪费。

　　使用变频器调节后，用户根据需求设定目标压力，当用户的用气量减小时，机器也不会将

压力上升，这样就消除了空压机因为过余压力而产生的能源消耗。同时用户的启动可以由原来

的星三角启动变为变频变压启动，这种方式将大大减小电动机的启动电流。

　　但是由于变频器的电子元器件众多，一些元器件对环境也有一定的要求，相对而言，变频

的故障也就会有所提高。变频器的故障造成的空压机突然停机会给用户造成不可控的损失，甚

至出现原材料报废的风险。

　　 3.2　工频和变频切换方案的设计

　　该方案的设计整机型号为SV-250W-II，额定功率为 250　k　W 的空压机，在该方案中为了防

止变频器突然故障带来的损失，采用变频运行，当变频器故障时自动切换到工频运行的方案，

最大限度的减小空压机突然停机所带来的损失。

　　该方案使用西门子S7-200　PLC 作为控制系统，使用梯形图进行控制逻辑编辑，使用更为

人性化的触摸屏作为设备的操作界面，所有的参数设置和应用均可以在触摸屏中完成，这样可

以让操作人员更简单的操作机器，同时可以实现无人值守运行空压机，当空压机有故障时可以

随时显示在触摸屏上。

　　方案的电气设计如图 1所示，接触器KM1 和KM2 用来控制变频器与电机之间的连接，接

触器KM3、KM4 和KM5 用来控制电机的工频启动和运行，其中 KM1、KM2 与

KM3、KM4、KM5 互锁，KM4 与KM5 互锁。当空压机以变频模式运行时，KM1、KM2 闭

合，KM3、KM4、KM5 断开；当空压机工频运行时，KM1 和KM2 断开，KM3 和KM5 先关

闭，KM5 在电机启动后打开，KM4 关闭，从而实现工频星形降压起动。

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摘要：

螺杆式空压机论文（精选论文6篇）螺杆式空压机具有安全,可靠,节能,环保等特点,在我国使用比较普遍.要使设备时刻具备良好的状况,必须坚持对其进行合理的维护保养,才能够延长设备的运行周期,减少故障停车维修次数,提高生产效率。本文是螺杆式空压机论文6篇，以供借鉴。　　螺杆式空压机论文第一篇：工频和变频切换的螺杆式空压机设计　　摘要：主要介绍一种工频和变频自动切换螺杆式空压机的设计，将工变频切换方案的设计应用在空压机上可以有效降低用户因为变频器故障而引发的空压机突然停机带来停产的风险，同时也可以帮助用户降低能耗。该方案通过工变频切换的设计可以让用户减少对备用机组的投资，用户可以根据使用条件和环境自行切...

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