空氣壓縮機是利用電能將空氣壓縮使之作為一種動力源的設備,在工礦企業中應用十分普遍, 配套電動機的容量一般較大，且大多是常年連續運行的，故節能的潛力很大。

目前常見的壓縮機有活塞式、螺桿式、離心式，不論哪一種工作方式，壓縮機單位時間內產氣量是一定的，目前壓縮機都采用上下限控制或啟停式控制，也就是說，當氣缸內的壓力達到設定值的上限時，空壓機通過本身的壓力或油壓開關閉進氣閥，這種工作方式頻繁出現加載卸載，而且對電網、螺桿空壓機本身都有極大的破壞性。

原空壓機的運行方式為工頻狀態。壓力采用兩點式控制（上、下限控制），也就是當空壓機氣缸內壓力達到設定值上限時，空壓機通過本身的油壓關閉進氣閥，當壓力下降到設定值下限時，空壓機打開進氣閥。生產的工作狀況決定了用氣量的時常變化，這樣就導致了空壓機在半載或輕載下運行，或者經常是加載幾分鐘，卸載幾分鐘，頻繁的卸載和加 載，對電動機、空壓機和電網造成很大的沖擊。再說，空壓機卸荷運行時，不產生壓縮空氣，電動機處于空載狀態，其用電量為滿負載的60%左右，這部分電能被白白的浪費。系統在設計時是針對全廠滿負荷用氣量來設計的，并考慮了富余，是按最大量來設計的的，而現在的工況是用氣量經常變化，且經常在半載下運行，在整個系統運行時存在著嚴重的“大馬拉小車”的現象。為了解決這種現象，節約能源，提高經濟效益，有必要對現有系統進行變頻改造。

1）主電機全壓起動，起動時的電流很大,會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全，對機械設備的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設備維護工作量大。

2）主電機時常輕載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。

3）主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。

4）經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化，不能保持恒定的工作壓力。

隨著電力電子技術的發展，變頻器在調速領域中的應用越來越廣泛。它具有性能穩定，操作方便，節能效果明顯等優點。它是一種較為成熟的高科技產品，越來越受到國內外工程技術人員和管理人員的關注和重視。因此,對空壓機進行變頻改造具有很高的經濟效應和社會效益。

4.1、從節能的角度看：

由于壓縮機不能排除在滿負載狀態下長時間運行的可能性，所以，只能按最大需求來決定電動機的容量，故設計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用遞恩DRINO變頻調速，可大大提高運行時的工作效率。因此，節能率可達40%。

    有些調節方式（如調節閥門開度和改變葉片的角度等），即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動機的運行功率。采用了變頻調速后，當需求量較小的情況下，可降低電動機的轉速，減小電動機的運行功率，從而進一步實現節能。

4.2、從運行質量的角度看：

電動機拖動系統大多不能根據負載的輕重連續地調節。而采用了變頻調速后，則可以十分方便地進行連續調節，能保持壓力、流量等參數的穩定，從而大大提高壓縮機的工作性能。

傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的77%。通過能源成本降低20%-40%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。

變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。不再頻繁的加載和卸載，變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網的系統壓力變化保持恒定，有效地提高了工況的質量。

變頻器從2HZ起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

根據壓縮機的工況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，有效地降了空壓機運行時的噪音，提高了操作工人的工作環境。

1、 系統控制原理

    本系統采用壓力閉環調節方式，在原來的壓力罐（或輸氣管道）上加裝一個壓力傳感器，通過壓力來控制變頻器的轉速。其控制原理為：將供氣管道壓力作為調控參數，通過壓力變送器（或遠傳壓力表）將壓力信號轉換為4- 20mA（或0-5V）直流信號，送入變頻器內的PID調節器，與壓力設定信號比較，其差值由調節器作PI運算，輸出信號送給變頻器，隨時調整變頻器的輸出頻率，控制電機轉速，維持管道壓力穩定在設定的壓力值上。若管道壓力發生變化將自動進行調節。由于其調控過程較快，短時間內，變換器信號和壓 力給定信號便處于動態平衡狀態，從而維持了變頻器輸出頻率穩定，實現了恒壓供氣，使空壓機始終處于節電運行狀態。其控制系統原理框圖如左：

2、改造方案

采用PID調節母管定壓控制方式。從安全角度考慮，在保留原工頻系統情況下，增加變頻系統，做到了工頻變頻互鎖切換。

通過外部控制電路，使空壓機起停操作步驟仍然如前，操作簡單，安全可靠。在供氣管道上安裝壓力傳感器，通過壓力來控制變頻器的轉速。