<螺杆空压机>h1级"pgc-h-右箭头"的各种控制方法</h1>
螺杆空压机的选择要考虑很多因素，必须考虑最大耗气量和一定的备用量，但是在日常运行中，空压机的额定排气条件并不总是如此。
据统计，我国空压机的平均负荷仅为额定容积流量的79%左右，可以看出，压缩机的选择需要考虑到额定负荷条件和部分负荷条件的耗电指标。
所有螺杆式空压机都有排气量调节，但实施的措施不同。常用方法包括开/关载/卸荷调节、吸油门、电机变频、阀芯容量等，这些方法也可以灵活组合以优化设计。
在压缩机主机能效的条件下，优化控制方式只能从压缩机机上进行优化，以达到进一步节能的目标，从而在空压机应用领域达到全面的节能效果。
螺杆空压机的应用范围比较广，很难找到适合所有场合且完全有效的控制方法，根据实际应用情况综合分析，为了选择合适的控制方法，下面简要介绍四种常见的控制方法，包括其主要特点和用途。
1.1 开/关加载/卸载控制
开/关装卸控制是一种比较传统、相对简单的控制方法，其功能是根据客户用气量的大小，自动调节压缩机进气阀开关，使压缩机负荷或卸载，以降低供气压力的波动。该控制器中有电磁阀，进气阀，排空阀和控制管路。
当客户的耗气量等于或大于机组的额定排气量时，启动/卸载电磁阀处于电源状态控制管路未开启，压缩机主机进气阀在吸真空的作用下完全打开，机组保持满负荷。
当客户的气体消耗量小于额定排气量时，压缩机管路的压力会慢慢上升，当排气压力达到并超过机组卸载压力时，压缩机就转移到卸载操作。启动/卸载电磁阀在断电状态下控制管路开启，一路关闭进气阀，另一路打开空气阀，让油气分离罐内的压力清空，直至油气分离器罐内压力稳定（一般为0.2~0.4MPa）， 此时机组将在较低的背压下运行，以保持空状态。
当客户增加气体量以使管路压力降至指定值时，该装置将继续加载和运行。此时，启动/卸载电磁阀获得电力，控制管路不亮，头进气阀在吸真空中保持最大开度。这样，根据用户侧用气量的变化，机器反复加载和卸载操作。加载/卸载控制模式的主要特点是主机进气阀仅在2种状态下完全打开和完全关闭，机器仅处于3种状态：加载，卸载和自动关闭。
对于客户来说，压缩空气允许多但不允许不足，换句话说，排气压缩机的量允许大，不允许小。因此，当机组的排气量大于用气量时，空压机机组自动卸载，以保持排气量与用气量之间的平衡。
1.2 吸油门控制
吸气节流控制方法根据客户所需的气体量调整压缩机进气口的大小，以达到供需平衡，主要部件包括电磁阀、减压阀、进气阀等。当气量等于机组的额定排气量时，进气阀完全打开，机组将满负荷运行，当用气量小于额定排气量时，控制气路自动调节进气阀的开启，控制进气量的大小。在工作压力为8~8.6 bar的压缩机机组的4种工况下，引入了吸油节气门控制方法的功能。
（1） 启动条件 0 至 3.5bar
压缩机组启动后，进气阀关闭，油气分离器罐内的压力迅速建立，当达到设定时间时，通过真空抽吸稍微打开进气阀。
（2） 一般工作条件 3.5 至 8 bar
当系统中的压力超过3.5巴时，打开最小压力阀，使压缩空气进入人体送风管道，电脑板实时监测管道压力，进气阀完全打开。
（3） 风量调节工作条件 8 至 8.6bar
当管路压力超过8bar时，控制空气管路调节进气阀的开启，使排气量与用气量相平衡，其间排气量调节范围为50%~100%。
（4） 卸载条件 - 压力超过 8.6 bar
当所需气体量减少或不需要气体时，当管道压力超过设定值8.6bar时，控制气路关闭进气阀并打开空阀，释放油气分离罐中的压力;
当管路压力降至设定的最小压力时，控制空气通道关闭排空阀，打开进气阀，并将装置转换为负载操作。
吸气节流控制通过控制进气阀的开启，降低了压缩机的功耗，降低了频繁装卸的频率，从而降低了节能效果。
1.3 变频调速
压缩机变频调速控制是通过改变驱动电机的转速来调节排气量，然后调节压缩机的转速。变频压缩机的风量调节系统的功能是根据客户用气量的大小，改变电机的转速，以满足不断变化的空气需求，从而实现供需平衡。
每个逆变器单元（根据型号）设置驱动器的最大输出频率和电机在实际运行时的最大速度。当客户的用气量等于机组的额定排气量时，变频单元调节变频电机的频率，提高主机转速，机组满负荷运行，当耗气量小于额定排气量时，变频单元会降低变频电机的频率，降低主机的频率， 相应地减少摄入量;
压缩机逆变单元配备的驱动电机其额定功率是确定的，但电机的实际轴功率与其负载、转速直接相关。压缩机组采用变频调速，在负荷降低的同时降低转速，可以大大提高轻型运行的效率，同时非常方便连续调节，保持排气量和排气压力的稳定。
变频压缩机相比变频压缩机，驱动电机需要是变频电机，配备变频器和相应的电控柜，所以成本会更高。因此，选择变频器的初始投资成本较大，驱动装置本身有功耗和变频器冷却通风限制等原因，但用户的耗气量变化范围大的空压机，往往在负载较低时选择变频器是必要的。
变频压缩机的主要优点如下：
（1）节能效果明显;
（2）启动电流小，对电网的影响小;
（3）排气压力稳定;
（4）机组噪音低，电机运行频率低，无频繁卸载噪音。
1.4 线轴容量调整
阀芯变化容量调节控制的工作原理是通过调节压缩机排气量的机制来改变压缩机主机压缩腔内的有效压缩体积。与ON/OFF控制，吸油门控制和变频控制不同，它们都是压缩机外部控制的一部分，阀芯容量调节模式需要改变压缩机本身的结构。
体积流量调节阀芯是螺杆压缩机用来调节体积流量的结构元件，采用这种调节方式的机器是图1的旋转阀芯结构，气缸壁上有一个与转子螺旋形状相对应的旁通孔，当这些孔没有覆盖时，气体可以从这些孔中排出。所用的阀芯俗称"螺杆阀"，阀体呈螺旋形，旋转时可盖住或打开与压缩腔相连的旁通孔。
当客户的气体消耗量减少时，螺旋阀转动打开旁通孔，使吸盘吸收的部分空气通过压缩腔底部的旁通孔流回人群，无需压缩，不参与压缩，这相当于减少了螺杆的长度参与有效压缩， 即减少有效工作体积，使有效压缩功能大大降低，实现部分负荷时的节能。这种设计可以提供连续的体积流量调节，一般可实现50%~100%的容量调节范围。
阀芯变化调整的工作原理如图2至图4所示。
螺旋阀结构可用于任何类型的压缩机，符合日益增长的"绿色工业"理念。
<h1级螺杆空压机>节能比较分析"pgc-h-arrow-right"</h1>
2.1 各种控制方法的综合比较
所有螺杆空压机都有风量调节功能，但执行的措施不同，常见的方式有开/关载/卸荷调节、吸气节气门、电机变频调节、变容量调节等，这些调节方式也可以灵活组合，优化空压机的控制方式设计。
各种控制方法的全面比较
为了更直观地比较各种控制调节方法的特性和性能，这些风量调节方法如表1所示。
2.3 控制方式排气量-轴功率变化曲线比较
图5是大量测试数据汇总的功率变化对比图，从中可以看出，变容量调整和变频调整的节能效果非常明显。
2.4 逆变器调整与可变容量调整比较
压缩机的经济性应至少从三个方面来考虑：
（1）压缩机是否节能;
（2）零件的更换周期和零件价格;
（3）压缩机的价格和购买成本。
前两点涉及用户每年为运行产品而支付的固定成本金额，这是相对于第3点的主要考虑因素，在考虑压缩机的经济性时应优先考虑。同时，压缩机的经济性和适用性是密不可分的，在A应用好的和经济的压缩机中，不一定适用于B场合，也不一定是经济性的。
考虑到运行成本、耗气量变化很大的场合，螺杆式空压机的选择应首选变频驱动压缩机或变容量调节压缩机。变容量调节压缩机和变频驱动压缩机的优缺点如下：
（1）在经济性方面：可变容量调节压缩机成本优势明显，在价格上具有竞争优势;
（2）在节能方面，这取决于机器的运行状态：
变频调节适用于排气量30%~100%的调节范围，变频机额定转速，其压缩功耗与变频机相似，加成驱动器本身需要消耗2%~3%的能耗，整机功耗超过变频机的能耗。也就是说，当客户的用气量超过额定耗气量的90%时，使用逆变器会增加能耗。这就是为什么许多客户在同时使用多个空气压缩机时只选择其中一个逆变器的原因。可变容量调节适用于排气量50%~100%的调节范围，节能效果优于90%~100%的变频调节。
（3）恶劣环境适应性强：变容量调节压缩机比变频器好，故障率极低，维护和维修比变频器更方便、更容易。
<> h1类"pgc-h-right-arrow"的结论</h1>
以上分析螺杆空压机比较常用的四种控制方法，每种控制方法都有其特点和适用领域，选择正确的控制方法确实可以减少很多不必要的浪费。但是，如何选择正确的控制方法却没有一定的标准或公式来应用，还是要依靠经验、记录和实验分析的比较来判断。
很多时候需要结合几种控制方式一起使用，更常见的是吸油门控制和阀芯变容量调节组合，开/关载/卸载控制和变频速度控制组合，变容量速度控制和变速控制组合，从而充分发挥每种控制方式的优势， 以最大限度地发挥节能效果。