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一、空压机工作原理简述某大型金属制品厂有上海英格索兰公司生产的单级压缩螺杆式空气压缩机（以下简称空压机）4台，因产品转型，用气量减少，经过现场观察和测试，认为存在比较大的节能空间，遂进行节能改造。
该空压机工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。
空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与阳转子啮被主电机驱动而旋转。
原空压机的主电机功率为75kW两台，90kW两台，星-三角减压起动后全压运行，为典型的空载启动，全速运行。
原系统工况存在如下的几个典型问题：1、主电机时常空载或轻载满速运行，属非经济运行，电能浪费严重。
2、主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及同供电支线上它用电设备的运行安全。
3、主电机工频运行时，空压机噪音大。
二、变频改造要求根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：1、变频调速改造后应保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02MPao2、系统应具有变频和工频两套控制回路，以保证变频回路故障时能迅速切换到工频。
3、系统具有开环和闭环两套控制回路，压力闭环PID调节由变频器自身完成。
4、一台变频器能够控制两台空压机组，可用转换开关切换。
5、根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性。
6、现场的改造要满足EMC要求，不能造成自身干扰或干扰其他设备。
7、改造后电机绕组温度和电机的噪音不超过电机允许的范围。
三、变频器的选型根据上述原则，厂家经过多方调研、比较，最后选择麦格米特公司MV300G系列通用型变频器，使该系统能够满足上述工况要求。
1、MV300G为电流矢量型变频器，低频力矩大，过载能力强，在IOHz以上1.5倍的额定负载可工作2min以上。
#1 PLC柜的DI和DO点：（1）接在“空压机反馈信号”端子排上：（#4电缆）#4输送空压机运行信号COSCA14GA001R P－接端子23（1013-2）COSCA14GA001R P＋端子24（1014-2）#4输送空压机轻故障信号COSCA14GA001PF1＋端子25（1015-2） #4输送空压机重故障信号COSCA14GA001PF2＋端子26（1016-2） #4输送空压机远方程控信号COSCA14GA001LC 端子27（1017-2）（2）接在“空压机反馈信号”端子排上：（#5、#6电缆）#4输送空压机进水电动门全开反馈（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA001O P＋端子29（1019-2）COSCA14AA001O P－端子30（1020-2）#4输送空压机进水电动门全关反馈（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA001C P＋端子31（1021-2）COSCA14AA001C P－端子32（1022-2）#4输送空压机进水电动门启动指令（接在“控制命令”端子排上）COSCA14AA001O D＋端子57COSCA14AA001O D－端子58#4输送空压机进水电动门关闭指令（接在“控制命令”端子排上）COSCA14AA001C D＋端子59COSCA14AA001C D－端子60#4输送干燥机进水电动门全开反馈（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA002O P＋端子33（1023-2）COSCA14AA002O P－端子34（1024-2）#4输送干燥机进水电动门全关反馈（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA002C P＋端子35（1025-2）COSCA14AA002C P－端子36（1026-2）#4输送干燥机进水电动门启动指令（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA002O D＋端子61COSCA14AA002O D－端子62#4输送干燥机进水电动门关闭指令（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA002C D＋端子63COSCA14AA002C D－端子64#1 PLC柜的DO点：（1）接在“控制命令”端子排上：（#10电缆）#4输送空压机启动指令COSCA14AN001RD＋端子53COSCA14AN001RD－端子54#4输送空压机停止指令COSCA14AN001TD＋端子55COSCA14AN001TD－端子56#2 PLC柜的DI和DO点：（#7电缆）#4输送干燥机出口电动门全开反馈（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA003O P＋端子37（1027-2）COSCA14AA003O P－端子38（1028-2）#4输送干燥机出口电动门全关反馈（接在“空压机反馈信号”端子排上）COSCA14AA003C P＋端子39（1029-2）COSCA14AA003C P－端子40（1030-2）#4输送干燥机出口电动门启动指令（接在“#2电场电磁阀箱控制命令”端子排上）COSCA14AA003O D＋端子25COSCA14AA003O D－端子26#4输送干燥机出口电动门关闭指令（接在“#2电场电磁阀箱控制命令”端子排上）COSCA14AA003C D＋端子27COSCA14AA003C D－端子28#1 PLC柜的AI点：（#9电缆和#8电缆）#4输送空压机压力COSCA11GA003CP108＋端子25COSCA11GA003CP108－端子26#4输送空压机温度COSCA11GA003CT108＋端子27COSCA11GA003CT108－端子28#4输送空压机电流COSCA14AN001L＋端子29COSCA14AN001L－端子30联控柜的DI点：(#10电缆)#4输送空压机启动：COSCA14AN001RD＋端子141COSCA14AN001RD－端子24-3#4输送空压机停止：COSCA14AN001TD＋端子142COSCA14AN001TD－端子24-3联控柜的DO点：(#1电缆)#4输送干燥机启动指令：COSCA14GA002RD＋端子481COSCA14GA002RD－端子482 #4输送干燥机停止指令：COSCA14GA002TD＋端子483COSCA14GA002TD－端子484联控柜的DO点：(#2电缆)#4输送干燥机远控状态：COSCA14GA002LC＋端子489COSCA14GA002LC－端子490 #4输送干燥机运行状态：COSCA14GA002RP＋端子485COSCA14GA002RP－端子486 #4输送干燥机故障状态：COSCA14GA002PF＋端子487COSCA14GA002PF－端子488联控柜的AO点：(#9电缆)#4输送空压机压力COSCA11GA003CP108＋端子378COSCA11GA003CP108－端子379#4输送空压机温度COSCA11GA003CT108＋端子380COSCA11GA003CT108－端子381说明：#1电缆为就地#4干燥机→→联控柜（#4输送干燥机启动指令、停止指令）；#2电缆为就地#4干燥机→→联控柜（#4输送干燥机远控状态、运行状态、故障状态）；#4电缆为就地#4空压机→→#1 PLC柜（#4输送空压机运行信号、轻故障信号、重故障信号、远方程控信号）；#5电缆为#4输送空压机进水电动门→→#1 PLC柜（#4输送空压机进水电动门全开反馈、全关反馈、启动指令、关闭指令）；#6电缆为#4输送干燥机进水电动门→→#1 PLC柜（#4输送干燥机进水电动门全开反馈、全关反馈、启动指令、关闭指令）；#7电缆为#4输送干燥机出口电动门→→#2 PLC柜（#4输送干燥机出口电动门全开反馈、全关反馈、启动指令、关闭指令）；#8电缆为电气开关室→→#1 PLC柜(#4输送空压机电流信号）；#9电缆为联控柜→→#1 PLC柜(#4输送空压机压力、温度信号）；20米#10电缆为#1 PLC柜→→联控柜(#4输送空压机启动、停止指令）；20米还有一根网线为就地#4输送空压机→→联控柜100米。
一、行业分析全国有180亿元/年的空压机市场，有超过400万台的空压机在工作，22KW以上功率等级的空压机超过100万台，22kw以下中小空压机以活塞式为主。
年新增数十万台。
空压机一般按工厂最大负荷加10-20%余量设计，另外工厂实际需求存在季节性及时间性波动，也导致用气量波动较大，所以空压机多数时间并非满载运行，节能空间很大。
二、传统空压机的问题传统空压机的工作图：传统空压机的问题：1、电能浪费严重传统的加卸载式空压机，能量主要浪费在：1）加载时的电能消耗在压力达到所需工作压力后，传统控制方式决定其压力会继续上升直到卸载压力。
在加压过程中，一定会产生更多的热量和噪音，从而导致电能损失。
另一方面，高压气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压，这一过程同样耗能。
2）卸载时电能的消耗当达到卸载压力时，空压机自动打开卸载阀，使电机空转，造成严重的能量浪费。
空压机卸载时的功耗约占满载时的30%～50%，可见传统空压机有明显的节能空间。
2、工频启动冲击电流大主电机虽然采用Y-△减压起动，但起动电流仍然很大，对电网冲击大，易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。
对于自发电工厂，数倍的额定电流冲击，可能导致其他设备异常。
3、压力不稳，自动化程度底传统空压机自动化程度低，输出压力的调节是靠对加卸载阀、调节阀的控制来实现的，调节速度慢，波动大，精度低，输出压力不稳定。
4、设备维护量大空压机工频启动电流大，高达5~8倍额定电流，工作方式决定了加卸载阀必然反复动作，部件易老化，工频高速运行，轴承磨损大，设备维护量大。
5、噪音大持续工频高速运行，超过所需工作压力的额外压力，反复加载、卸载，都直接导致工频运行噪音大。
三、变频器空压机的优点:节能原理：变频调速系统以输出压力作为控制对象，由变频器，压力传感器、电机组成闭环恒压控制系统，工作压力值可由操作面板直接设置，现场压力由传感器来检测，转换成4~20mA电流信号后反馈到变频器，变频器通过内置PID进行比较计算，从而调节其输出频率，达到空压机恒压供气和节能的目的。
空压机结构及工作原理：空压机1、活塞式无油润滑空气压缩机活塞式无油润滑空气压缩机由传动系统、压缩系统、冷却系统、润滑系统、调节系统及安全保护系统组成。
压缩机及电动机用螺栓紧固在机座上，机座用地脚螺栓固定在基础上。
工作时电动机通过连轴器直接驱动曲轴，带动连杆、十字头与活塞杆，使活塞在压缩机的气缸内作往复运动，完成吸入、压缩、排出等过程。
该机为双作用压缩机，即活塞向上向下运动均有空气吸入、压缩和排出。
2、螺杆式空气压缩机螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。
整机装在1个箱体内，自成一体，直接放在平整的水泥地面上即可，无需用地脚螺栓固定在基础上。
螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。
1对高精密度主(阳)、副(阴)转子水平且平行地装于机壳内部，主(阳)转子有5个齿，而副（阴）转子有6个齿。
主转子直径大，副转子直径小。
齿形成螺旋状，两者相互啮合。
主副转子两端分别由轴承支承定位。
工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子，由于2转子相互啮合，主转子直接带动副转子一同旋转。
冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分，并与空气混合，带走因压缩而产生的热量，达到冷却效果。
同时形成液膜，防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。
喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。
螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。
螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气，同时油注入空气压缩室，对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑，压缩室产生压缩空气。
压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内，由于机械离心力和重力的作用，绝大多数的油从油气混合体中分离出来。
空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯，几乎所有的油雾都被分离出来。
从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。
在回油管上装有油过滤器，回油经过油过滤器过滤后，洁净的油才流回至螺杆机头内。
