空压机，筒单的说就是一种能够把原动力的机械能转换成气体的压力能，并将压缩气体送入储气罐使之保持一定压力的设备，是气源装置的主体。它作为一种空气动力的提供装置，在冶金、矿山、机械制造、烟草、化工等许多基础行业都得到广泛应用，它属于通常人们所讲的大型用电设备（如水泵、风机、锅炉、空压机等）之列，由于结构及技术应用等方面的原因，普通空压机大部分时间处于空载运转状态，因此空压机经济运行的节能潜力巨大，社会效益十分可观。本文就以我公司一台普通螺杆式空压机GA55CP―7.5、（0.7/0.75MP、2.2空压机工作原理以我公司的一台普通螺杆式空压机（GA55CP―7.5）为例筒述其工作原理，它是利用一对相互平行啮合的阴阳转子，在机体内做相对高速旋转运动，使阴阳转子齿槽和机体之间形成“V”字型齿间容积，随转子回转不断地产生容积变化，空气则沿着状乳化炸药生产线，其中主要用气设备为102乳化制备工房一台Tpt，两台KP装药机，103成品包装工房2台自动化装箱机；101工房工艺管道残留液体清理，考虑到拆除老生产线有一台完好的55kw空压机可以利用，没有购买新空压机。开始调试阶段，用气量不大（*低气压0.45MPa），空压机运行正常（声音比较平稳），正常生产后，*小压力设定0.62MPa，运行中发现空压机声音周期性变化，管网的压力表随着波动（0.63―0.7MPa），此时用数字显示电流卡表检测电机电流在40A―110A变化，大约1分钟左右重复一次，110A电流（加载）的维持时间6―10s，40A―50A（卸载）的维持时间158L/S、55KW、2967rpm）变频调速改造为例加以说明。
2空压机的分类及工作原理2.1空压机的分类2.1.1按工作原理可分两类：容积型和速度型A、容积型空压机：按运动方式又可分为往复式和回转式；其中往复式包括活塞式和膜片式两种；回转式又分为滑片式、螺杆式、转子式三种。
B、速度型空压机可分为轴流式、离心式、转子式三种。
2.1.2按输出气体压力P的高低分为五种0.2MPa）；低压空压机转子轴线方向由吸入端输送到输出端进入储气罐（一般为限制管网气压出现较大波动特设置），来实现空压机的吸气、压缩、排气过程。
当用户用气量小于空压机的排气量时，管网压力上升，达到设定的上限值Pmax（该台设置0.72MPa）控制装置使进气阀关闭，空压机进入空载（卸荷）运行阶段；由于用户继续用气，储气罐气压将会下降，当降低到设定的下限值Pmin（实际设置0.62MPa）时，压力控制器“触发”电磁阀打开进气阀，空压机重新进入加载运行阶段，如此重复加、卸载的工作状态。
3空压机运行现状及存在的问题3.1空压机运行现状我公司2011年新建一条年产12000T肢30s左右，其余二十多秒的时间过度，由此可见空压机的进气阀要频繁动作。
3.2运行中存在的问题3.2.1启动冲击电流大、不能频繁开停统虽然采用了Y-△降压启动，但启动电流仍高达420A左右，对供电系统冲击大，有时会影响其它设备的正常工作，特别是对电压波动范围要求小的场所，因此不允许频繁启动。
3.2.2空载运行时间长，电能浪费严重由于空压机不能频繁启动，当用气量小或者部分设备不能正常工作时，系统压力达到设定的上限值时，必然造成空压机（关闭进气阀卸载）长时间空载运行，在该状态下，空压机不排气，对外输出能量几乎是零，电机空载就是在做无用功，电机空载能耗要占额定的25%——50%左右，因此，存在严重的电能浪费现象。据我们实际调查，该车间实行两班制生产，工作时间为15―16小时，但空压机有7―8个小时处于空运转，满载运行只有2―3小时，其余三分之一时间为轻载过度运行阶段。
3.2.3工频运行转速高、噪音大、维护量增加该电机的转速为2967rpm转速高、工作振动及噪声较大，影响轴承、特别是进气阀等易损部件的使用寿命，增加维修保养量。
3.2.4管网气压不稳定、影响气动元件正常工作由于空压机铎繁处在加、卸载状态，对气压的变化反应迟缓，特别是后来101工王辉（1985―），安徽亳州人，男，大学本科，安徽雷鸣科化股份有限公司机电科，从事工程供配电设计管理工作。
科技创业家房采用液态硝铵代替固体袋装硝铵化肥后，卸液态硝铵时用气量增加，管网气压波动大，影响103工房产品包装高精度气动元件的动作成功率（如机械手动作不到位）4变频器的分类、调速原理、控制方式4.1变频器的分类变频器，通俗说就是能够把固定电压、固定频率的交流电转变为电压和频率都连续可调的交流电的装置，依据其工作原理、控制方式、用途不同分以下几类。
交-直-交（变频器）只有一个变换环节，即把恒电压、恒频率（CV\CF）的交流电，转换为变压、变频（VVF）的交流电；按其相数、环流、输出波形不同分别包含单、三相；有、无环流；方波、正弦波等。
器，它是先把交流电（AC）经过整流变成直流（DC），在通过逆变把（DC）变成电压、频率都可调的交流电（AC）。根据直流环节的储能方式分为电压型（电容储能）、电流型（电抗储能）两种；根据调压方式不同可以分为脉幅调制、脉宽调制两种。a、脉幅调制（PAM）是一种改变电源电压（Ed）或电流（Id）的幅值进行输出控制的方式，因此，在逆变部分只控制频率，整流部分只控制输出电压或电流。b、脉宽调制（PWM）是输出电压的大小要通过改变输出脉冲的占空比来实现的，是目前使用*多的按正弦规律变化的正弦波脉宽调制方式。
4.1.2按控制方式分：压频比、转差率、矢量、直接转矩四种A、压频比控制U/F：特点是对变频器的输出电压和频率同时进行控制，在额定频率下，通过保持U/F恒定使电机获得需要的转矩特性，控制成本低，用于精度要求不高的通用变频器。
B、转差率控制SF，是在U/F的基础上的一种改进控制方式，通过电动机、速度传感器构成速度反馈闭环调速系统，变频器的输出频率由电机的实际转速与转差频率之和来自动设定，从而达到速度控制，同时输出转矩得到控制。由于该方式是闭环控制，故调速精度和转矩性能比U/F要好，但需要在电机轴上安装速度传感器，并依据电机特性调节转差，通用性不好。
C、矢量控制VC，其主要是将异步电机定子电流分解为产生磁场的电流分量（励磁电流），与之垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流）并分别加以控制，该方式必须同时控制定子电流的幅值及相位，即控制电流的矢量，以补偿低频率状态下的启动转矩减少的不足。
作为控制量来控制。
4.2变频器调速基本原理（DC）―交流（AC）电源变换原理，集电力、电子、微计算机控制等技术于一身的综合性电气产品，它可以根据工作需要，输出频率连续可调的交流电（压），达到调速的目的。
由异步电机转速和频率的关系公式n=60fX（1-s）/P可知，电机转速n和频率f成线性正比例关系，其中n-电机的转速rpm（转/分钟），f-电机电源频率HZ（赫兹），S-转差率，（就是异步电机额定转速与同步转速的差值和同步转速比值的百分数）一般为1%-2%，P-电机极对数，是常数、随电机确定。
一般情况下，交流工频（50HZ）电源频率不变，则普通电机的转速（如果不改变P）是固定的、不可调的；但是，如果改变供电源的频率f，则转速n随之变化，实现无极连续调速，这就是变频调速的理论依据、基本原理。
4.3变频器调速控制方式4.3.1恒比例控制方式变频器在调频率的同时，调节输出电压维持U"不变，当f较高时，电机定子压降可以忽略要实现恒磁通必须按E/f=恒值，由于电机的感应电势E难以测定和控制，所以实际采用一种近似的恒磁通方法，在频率较高时采用恒比例控制，在f较低时引入低频补偿措施，即通过控制环节适当提高变频电源的输出电压，以补偿定子绕组压降，维持磁通基本不变。
当调速频率超过额定频率时，如果仍按恒比例或恒磁通方式控制，会使电机运行电压超过额定值，这是不允许的；此时采用恒功率控制，即当f1>f1n时，保持U1 =U1N不进行电压协调控制，随着频率的升高，气隙磁通会小于额定磁通，导致转矩T减少；当频率f升高时转速n将增加，由功率P=TXn/9550可知，T减少的倍数与n增加的倍数相等（或其乘积保持不变），则功率P维持恒定。
5变频调速方案选择5.1恒压供气工作方式变频调速恒压供气控制原理框图如所示。
当用气量变化时，压力传感器将储气罐的压力变化经过器A/D转变为电信号送给PLC，经过编程收入设定压力参数，经过D/A转换输出给变频器（VF）内置的PID调节器，与设定值相比较并根据差值的大小按设定程序进行运算，产生控制信号控制变频器（VF）输出相应的频率和电压，以改理论研究变电机的转速；又由于空压机的排气量与转速成线性正比例关系，所以，当用气量大系统压力低时（与设定值比），调速装置使变频器输出频率f增加，空压机转速n提高，排气量增大；反之亦然。
总之，空压机的实际排气量，能够根据系统管网的压力变化相应调整，始终维持在给定的*小气压之上，系统压力没有明显波动，确保管网恒压供气。
5.2保障工频、变频两套（互锁）工作模式为增加空压机供气的可靠性确保正常生产，系统原有工频运行模式（开环）保留，正常情况下运行变频调速控制方式（闭环），一旦压力传感器有问题或系统出现其它故障，可切换到工频运行方式（开环），不影响正常生产，两套控制回路各自独立（互相连锁），确保空压机正常运行。
5.3其它需要注意的事项5.3.1必须根据负荷的特性选择与之相适应的变频器通常风机、水泵的负载特性（输出功率）与转速不是线性正比关系（分别为三次方、平方关系），但空压机输出功率与转速是一次正比线性关系，属于恒转矩负载，启动时转速不要过低，一般不要低于额定转速的30%；考虑到该空压机的实际情况，选择国产GD300―75kw矢量变频器。
5.3.2保持储气罐压力稳定，波动范围力无静差控制由于储气罐可以保持系统气压变化比较平稳，但不足之处会导致系统反馈的惯量大大增加，使气压变化反馈灵敏性有所降低（超调严重、振荡幅度大、系统不稳定等弊端），必须采用专门大惯量PID调节器，克服上述不足，增加系统运行的可靠性。
制（S7——200），触摸屏（TH765），实现分时段压力控制；5.3.5有完善的安全保护功能，操作筒单、维修方便。如零用气自动停机、故障（过流、超温、欠压等）自我诊断、显示、查询、报警等。
5.3.6考虑到变频调速的电磁干扰，要采取屏蔽措施（加装电抗器、布线）。
6节能效果6.1改造前的电耗情况以每天工作15小时考虑，分满负荷3小时、过度4.5小时、空载7.5小时三个时段考虑（下转140页）科技创业家噪声。以位置和速度为观测量的观测方程为观测量为解算量与量之差Z根据PWCS可观测性理论，上TOM的秩与下式所示提取可观测矩阵（SOM）的秩相同当Qy对应连续系统可观测矩阵Qy的零空间包含于F/对应连续系统系数矩阵此，可以直接用式（9）分析转动前后系统可观测性的变化。
分别计算转动前后的可观测矩阵2和Q2，其秩均为11，即系统中至少存在3个变量是不可观测的。实际上，我们可以对式（1）中**个等式的*后一项作如下变换：并选取状态变量为X！=TTT，形成新的系统方程及序数矩阵巧。巧为F的线性变换，对第10列到第12列乘以可逆矩阵cb.由于是初等变换，不改变可观测性矩阵的秩。显然，经初等变换后，式（1）的微分方程变成与平台式微分方程基本相同，可得到相同的可观测性结论，即等效北向陀螺漂移、等效天向陀螺漂移可观测，等效东向陀螺漂移与航向误差存在耦合。然而，安装在载体上水平方向的X陀螺、Y陀螺常漂将主要分别投影到东向和北向，而仅有北向一个方向的等效漂移是可观测的。因此，X陀螺、Y陀螺常漂是不可观测的。应用相同的方法，不难得到安装在载体上水平方向的X加速度计和Y加速度计零偏也是不可观测的。
考虑转动前后总过程中的提取可观测（上接138页）7.5=170.25kwh（P2=P1XI3/I1额定功率X空载平均工作电流/额定电流）经过调试，稳定运行后，正常转速显示在14901510rpm（每天运行12小时左右），其佘运转在890900rpm（3小时左右）、由功率P=TXn/9550，T基本保持恒定，可以得出6.2.1正常工作转速1 14901510rpm的平均值）的耗能W1此时电机900rpm的平均值）的耗能W2电机的实际功6.2.3改后每天总耗电W=W1+W2=333.6+51=384.6kwh6.3年节电量及减少电费开支6.3.1年节电量=132.25kwh，每月24工作日每年按11月考虑，每年至少节电24X11X132.25=34914wkh6.3.2年节约电费开支以综合工业用电电价1.2元/千瓦时计算、年节约电费1.2X34914=41896.8元，不到一年即可收回投资。
7结论空压机变频调速节能改造，技术可靠（运行半年以来），安装简单，操作方便，故障率低，经济效益十分可观，值得大力推广应用。
