空壓機的運行原理與分析
�？諌簷C是大轉(zhuǎn)動慣量的負(fù)載，其結(jié)構(gòu)是由一對平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒與槽之間的空間不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。而主要驅(qū)動空壓機陰、陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的機型有兩種：一是來自于柴油機通過聯(lián)軸器經(jīng)齒輪偶合驅(qū)動，二是電動機直接通過齒輪偶合驅(qū)動。由于柴油機的工作狀態(tài)是受柴油機的轉(zhuǎn)速與輸出功率曲線的影響而較難實現(xiàn)節(jié)能的主要原因。這里著重對電動式空壓機進行分析，柴動機的節(jié)能暫放后敘�！ �
二、一般電動式空壓機的運行分析
1、空壓機的動力
空壓機動力來自交流異步電動機，電動機的能量來自電能，那就要從轉(zhuǎn)動原理了解電動機與電能的關(guān)系，其轉(zhuǎn)速公式為: n= 60f (1-s)/p 其中： n為電機轉(zhuǎn)速； f為供電頻率； P為電機極對數(shù)； s為轉(zhuǎn)差率�！ �
在工頻條件下，電動機一般是經(jīng)星——三角啟動開關(guān)從靜態(tài)啟動，十幾秒后才能達到額定轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)。在這的啟動過程中，電機和啟動開關(guān)及導(dǎo)線要承受于電動機近七倍的額定電流。以P100的空壓機為例：其電機功率為75KW，三相380V，額定電流約為 150A ，四極（極對數(shù)為2），轉(zhuǎn)差率約2%，根據(jù)以上公式：異步轉(zhuǎn)速＝60×50Hz（1－2%）/ 2＝1470r/min從轉(zhuǎn)速0r/min至額定轉(zhuǎn)速1470r/min需時間約10秒,而啟動電流則是額定電流的七倍（即150×7＝ 1050A ）逐漸降至 80A�。催M氣閥關(guān)閉狀態(tài)時，負(fù)載率約為55%），此時，表面上看電流是減小了，這時存在一種現(xiàn)象就是：大馬拉小車，即無功功率在增大，用電量＝有功＋無功，即沒有節(jié)電。另一方面，考慮到空壓機時常在滿負(fù)荷的狀態(tài)下長時間的運行，因此，在設(shè)計電動機拖動功率時余量一般要偏大，其能耗就更不容忽視了。
2、空壓機加、卸載方式存在的問題：
加載、卸載控制方式即為進氣開關(guān)控制方式，即達到壓力上限時關(guān)閉進氣閥，壓縮機進入輕載，當(dāng)壓力抵達下限時進氣閥打開，壓縮機進入滿載運行。由此看來，空壓機在正常的工作狀態(tài)下，電動機的轉(zhuǎn)速不會隨著壓力的變化而變化，也就是說，電機是在額定的最高轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運行，其負(fù)載的輕重取決于進氣閥的開閉�！ �
（1）電動機的能耗分析
加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在上限～下限之間來回變化。下限是最低壓力值，它是保證用戶工作狀態(tài)下的最低壓力。一般情況下，Pmax與Pmin之間關(guān)系可以用下式來表示: Pmax＝(1＋δ)Pmin δ是一個百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值大致在15%～30%之間。 在加、卸載供氣控制方式下的空壓機，所浪費的能量主要在2個部分:
a. 加載時的電能消耗
當(dāng)壓力降至最小值后，由于控制方式的決定，其壓力會繼續(xù)上升直到最大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放很多的熱量，從而導(dǎo)致電能損失。另一方面，在壓力上限時的氣體在進入（用戶）氣動元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個耗能過程�！ �
b. 卸載時電能的消耗
當(dāng)壓力升到最大值時，空壓機通過降壓來卸載:關(guān)閉進氣閥使電機處于輕載狀態(tài)，同時將分離桶中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費。經(jīng)估算，在卸載時間所占比例不大的工況下，空壓機卸載時的能耗約占空壓機滿載運行時的10%～25%。換言之，空壓機20%的時間處于空載狀態(tài)，是在作無用功。以此工作原理，不難看出節(jié)能的空間較大。
