在目前正在运行使用的工频空压机中，有很大一部分时间是在非满负荷情况下进的。传统的工频控制上的缺陷造成了能量的大量浪费，从而导致效率的低下。台达变频器在空压机改造上应用，可以根据压力反馈情况，自动调整转速，保证输出压力的丨旦定，提ft效率和供气质量，实现真正的节能。
据统计，我国的电能60%是被各行业中广泛使用的风机、水泵所消耗，而空压机则占了60%中的15%左右，即空压机耗电占据我国用电量的9%.空压机运转时间长，配备电机功率较大，如果能降低空压机的功耗，提高空压机的经济运行，对节能具有定的意义。改造后利用变频器驱动电机运行，变频器可以根据用户的用气情况自动调整转速，维持储气压力不变，电机输入功率大大下降，辅以压力闭环控制，实现空压机的供气压力-转速的动态匹配，减少电机的实际输入功率，达到节能目的。
2工频螺杆空压机工作原理螺杆空压机是由螺杆在气缸内转动，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齿被主电机驱动而旋转，如所示。
首先，空压机的驱动轴上所需要的轴功率，与排气压力、空气压缩机转速有直接的关系，即在实际运行中，由于压缩空气的使用随时在变化，空压机并不经常在额定工况下运行，而空压机排气压力的高低则直接影响到实际轴功率的大小，排气压力螺杆空压机阴阳转子越高，所需轴功率也越大。
其次，为满足用气量的随时变化要求，储气罐内气体必须保持一定的压力。目前大多数空压机均采用切断进气的调节方式来改变排至储气罐的气量。对于空压机气量的供求关系表现为排气压力的变化，空压机排气量正好满足生产用气量要求时，储气压力保持不变，若能维持这种状态当然*佳，但实际上用气量是随时变化的，而且设计冗余量较大，所以空压机排气量都要大于用气量，系统应用如果空压机仍恒速运转，则储气罐内的气体越积越多，当罐内压力上升达到设定压力时，一般采用两种办法：一种是空压机卸荷运行，不产生压缩气体，电动机处于空载运转，其用电量仍为满负载的30-60%，这部分电能被白白浪废掉；另外一种办法是停止空压机运行，这样似乎空压机空转或不断放空所浪费的电能被消除了，但是若无容积较大的储气罐，将会带来电动机的频繁启动，空压机的空载启动电流大约是额定电流的57倍，对电网及其它用电设备冲击较大，同时使空压机的使用寿命也会缩短。
3工频控制螺杆空压机存在的问题经分析，工频控制螺杆空压机主要会存在以下4大问题：（1）工频螺杆空压机一般采用直接启动或者星-角启动，虽然星-角启动是减压启动，但是启动电流均非常大，会影响到电网的稳定以及其他用电设备的安全；（2）工频螺杆空压机电机工作分为两种，一种为低于压力下限启动，高于压力上限停止，此种运行方式有频繁的启动；第二种为电机一直运行，通过加载阀控制机头的加载和卸载，此两种方式均存在大量电能的浪费；（3）工频启动对设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作量大；（4）工频运行的空压机，电机运行的噪音大。
4变频改造方案4.1简易改造方案电机的驱动采用变频器驱动，储气罐需要接模拟量输出的压力型号到变频器，PID控制利用变频器自身完成。
原有控制器保留，用于处理原空压机的一些状态信号，如所示。
4.2简易改造分析（2）需要增加压力变送器，提供压力模拟信号给变频器做P1D压力反馈；标压力值；风扇，变频后电机运行速度降低，电机散热效果没之前好，可以设定下限频率，保证电机的散热；睡眠并能自动苏醒。
4.3复杂改造方案变频改造方案图为了保证供气的不间断，在变频器故障时能够切换到工频状态，需要改造后的空压机具有工/变频切换功能，有两种实现方法，方法一为更换空压机控制器，采用具有工/变切换功能的控制器；方法二，不更换空压机控制器，需要重新设计控制回路，实现工/变的控制，此需要根据客户现有的控制电路进行设计。如所示。
4.4复杂改造分析（1）要增加变频功能，需要更改控制方式，对原控制盘的改动较大，成本会增加很多；（2）也需要储气罐提供压力模拟信号到变频器，实现稳压PID控制；（3）适用于需要气源不能间断的场合；（4）改造后，当变频器出线故障后，应能延迟一段时间后自动切换到工频；（5）由于原有电机散热风扇为轴流风扇，变频后电机运行速度降低，电机散热效果没之前好，可以设定下限频率，保证电机的散热；（6）长时间不用气，系统自动进入睡眠并能自动苏醒。
外部信号|压力反馈信号控制器输出信号主回路控制图附表不同功率省电数据特点5.1C2000产品特点（2）感应电机与同步电机控制一体化；行编辑；输出电流120%/min；重载额定输出电流150%/min；上）、刹车制动单元（30kW以下）；享；统的防护等级；5.2CP2000产品特点（4）长寿命设计与重要零件的寿命侦测；受性；50°C周温环境，自动调整输出额定值，维持变频器高效能工作；6变频空压机的优势值电流，启动平稳；（2）大幅降低压缩机系统的噪音；和自保护，无需专人看护；寿命，减少维护量；气质量；的情况下，节能效果更明显。
7变频改造后效益分析7.1节约能源空压机改造的*初目的是，节约电能的消耗。根据现场用气量的不同，*大节能达到40%左右。节能主要来自于两个方面，一是根据用气量自动调节转速；二是压力的恒定带来的节能效果。
7.2维护成本的降低由于变频器为软启动，启动时对整个设备的冲击降低，因此停机维护的成本大大降低，同时也能延长压缩机的使用寿命。
7.3提高压力控制精度变频器具有精确的压力控制能力，压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化基本保持不变。
7.4空压机运行噪音的降低采用变频后，电机运行速度降低，大大降低了空压机运行的噪音。
8变频空压机省电计算举例平均产气只占额定排气量的70%，一年运行4000小时，0.7元/度，与变频器空压机比要多耗电费：a）空载损耗：30%卸载时间*卸载时所产生的空载损耗小时）X上述数据，可得出合计多耗电量附表所示。
9结束语用于螺杆空压机改造，根据客户的用气情况，*大节电能达到40%，同时改造后螺杆空压机，由于系统冲击小，运行更加平稳，为用户提供可靠的气源，是客户可靠地选择。
京科技大学工业自动化专业，现任中达电通股份有限公司变频器产品处高级应用工程师，从事台达变频器产品的测试、推广工作，经验丰富，知识全面。
