工作原理
螺桿式空壓機(jī)整個工作原理流程圖如下：
傳統(tǒng)空壓機(jī)系統(tǒng)組成
在傳統(tǒng)空壓機(jī)控制系統(tǒng)中，主電機(jī)一般採用“Y-△”啟動方式，靠後端出氣管道上安裝的壓力變送器來控制空氣壓縮機(jī)的壓力。空壓機(jī)啟動時，主電機(jī)先進(jìn)行“Y-△”啟動，此時加載電磁閥未打開，空壓機(jī)處於“卸載”狀態(tài)，待“Y-△”完成後，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定延時時間（譬如10s）,加載電磁閥打開，空壓機(jī)“加載”運行。“加載”運行過程中，如果後端設(shè)備用氣量較大，壓力感測器檢測壓力值達(dá)不到“卸載壓力”值，則加載電磁閥持續(xù)動作，空壓機(jī)會一直保持“加載”狀態(tài)。如果後端設(shè)備用氣量變小，壓力感測器檢測壓力值慢慢增大，達(dá)到“卸載壓力”值，則系統(tǒng)控制加載電磁閥關(guān)閉，空壓機(jī)進(jìn)入“卸載”狀態(tài)。
當(dāng)空壓機(jī)連續(xù)運行，潤滑油溫度會升高，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時，油溫風(fēng)機(jī)開始運行，用於降低油溫。風(fēng)機(jī)運行一段時間，潤滑油溫度下降，則自動停止。一般來說，控制系統(tǒng)會設(shè)定油溫風(fēng)機(jī)的工作溫度範(fàn)圍為：75℃~85℃。
傳統(tǒng)的螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)存在一些明顯的技術(shù)弱點：
(1)啟動電流衝擊大；
啟動方式雖為“Y-△”降壓啟動，但啟動衝擊電流仍然會達(dá)到額定電流3倍以上，對電網(wǎng)衝擊大，易造成電網(wǎng)不穩(wěn)，並影響其他用電設(shè)備的運行安全。
(2)加、卸載供氣控制方式嚴(yán)重浪費能源；
空壓機(jī)加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力一直在Pmin~Pmax之間來回變化，其中Pmin為能夠保證用戶正常工作的最低壓力值；Pmax為設(shè)定的最高壓力值。結(jié)合空壓機(jī)的加、卸載原理分析，傳統(tǒng)空壓機(jī)控制方式下，能量浪費主要體現(xiàn)在三個方面：
a.壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量；
b.減壓閥減壓時消耗的能量；
c. “卸載”運行時，主電機(jī)一直處於空載狀態(tài)消耗的能量。
(3)供氣壓力穩(wěn)定性差，生產(chǎn)工藝難保證。
傳統(tǒng)的控制方式，為避免供氣不足，供氣壓力會較需求值偏高一些，這樣會增大成本和能耗。另外，在一些用氣量偏小，用氣頻率低的場合，空壓機(jī)系統(tǒng)會進(jìn)行頻繁的“加載”和“卸載”操作，這樣就很難保證氣壓精度。
工藝要求
螺桿式空壓機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主要是針對主電機(jī)進(jìn)行控制，油溫風(fēng)機(jī)的控制需求相對較少，具體工藝要求如下：
(1)啟動力矩大；
(2)啟動平穩(wěn)，衝擊小；
(3)內(nèi)置PID控制功能，滿足系統(tǒng)恒壓控制要求；
(4)超載能力強(qiáng)；
(5)系統(tǒng)穩(wěn)定性高，EMC特性好。
應(yīng)用方案
以某品牌30kW工頻螺桿式空壓機(jī)改造現(xiàn)場為例，來介紹VL6100系列向量型通用變頻器在空壓機(jī)行業(yè)的應(yīng)用。
1. 原有系統(tǒng)採用“Y-△”啟動，變頻改造後電氣原理圖如下：
工、變頻改造注意事項：
(1)壓力感測器信號：原有系統(tǒng)中壓力感測器信號只接入空壓機(jī)控制器，改造後，需要壓力感測器信號作為PID控制的回饋信號，所以需要將壓力感測器信號（4~20mA）串聯(lián)接入控制器和變頻器模擬電流輸入端AI1；
(2)變頻器啟動信號：在保留原有“Y-△”啟動電路的前提下，變頻器啟動信號取自“△”接觸器“NO”點，已保證待“Y-△”完成後再啟動變頻器；
(3)原有系統(tǒng)中的變壓器輸入側(cè)電源、油溫風(fēng)機(jī)電源、相序檢測電路:變頻器接入原有系統(tǒng)後，需要將上述涉及到的線路全部移至變頻器輸入電源側(cè)。
系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：
現(xiàn)場空壓機(jī)主電機(jī)：30kW 380V 59A 50Hz 975r/min，根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇華遠(yuǎn)VL6100系列向量型通用變頻器，1:1匹配即可。
