空氣壓縮機(jī)是一種利用電動(dòng)機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮，并使壓縮的氣體具有一定壓力從而來(lái)進(jìn)行氣體壓縮或氣體輸送的機(jī)械設(shè)備。空氣壓縮機(jī)廣泛用于礦山開(kāi)采，石油、化工、機(jī)械、輕工、紡織、醫(yī)藥、電子、儀器、橋梁、道路建筑、工廠及其它風(fēng)動(dòng)工具所需的空氣動(dòng)力，是一種量大面廣的動(dòng)力用壓縮機(jī)。
空氣壓縮機(jī)之所以被廣泛使用，是因?yàn)樗哂辛己玫男阅芎吞攸c(diǎn)。空氣具有很好的可壓縮性和彈性，能夠作為能量傳遞的介質(zhì)，并且輸送方便、不凝結(jié)、對(duì)人無(wú)害、沒(méi)有起火和觸電的危險(xiǎn)，并且空氣到處都有，提取方便。使用空氣壓縮機(jī)作為動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備，雖然效率較低，但過(guò)載能力強(qiáng)，適合沖擊性和負(fù)荷變化很大的工作，并且在濕度大、氣溫高、灰塵多的環(huán)境中也能較好地操作。
結(jié)構(gòu)原理
空氣壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐、管路、閥門(mén)和用氣設(shè)備等組成，按照空壓機(jī)核心部件壓縮機(jī)的不同形式，可分為螺桿式空氣壓縮機(jī)、活塞式空氣壓縮機(jī)、蝸旋式空氣壓縮機(jī)以及滑片式空氣壓縮機(jī)等。
空氣壓縮機(jī)的一個(gè)工作過(guò)程可分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣這四個(gè)過(guò)程。以螺桿式空氣壓縮機(jī)為例，當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入，同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送，在輸送過(guò)程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮，而后由分離裝置進(jìn)行油氣分離。油氣經(jīng)過(guò)油冷卻器冷卻再經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器流回儲(chǔ)油罐，而空氣經(jīng)過(guò)氣冷卻器(空氣冷卻裝置)進(jìn)行冷卻從而進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。
控制功能
空氣壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、變頻/工頻切換及停止等動(dòng)作。首先，空壓機(jī)進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載啟動(dòng)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后，如果后端設(shè)備用氣量較大，儲(chǔ)氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達(dá)到壓力上限值，則控制器打開(kāi)進(jìn)氣口，電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行，不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣；如果后端用氣設(shè)備停止用氣，后端管路和儲(chǔ)氣罐中壓縮氣壓力逐漸升高，當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出壓縮機(jī)卸載信號(hào)，控制器控制加載閥停止工作，進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載運(yùn)行。
在運(yùn)行過(guò)程中，壓縮機(jī)通常會(huì)根據(jù)不同的供氣需求和負(fù)載情況，適時(shí)地進(jìn)行變頻和工頻的轉(zhuǎn)換，來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)管路的壓力。調(diào)節(jié)過(guò)程為：首先通過(guò)壓力變送器測(cè)得的管網(wǎng)壓力值與壓力的設(shè)定值相比較，得到偏差，經(jīng)PID調(diào)節(jié)，齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí)，較高壓力的油氣混合氣體便排出機(jī)體，完成油氣混和壓縮，然后采用油氣運(yùn)算得出變頻器作用于異步電動(dòng)機(jī)的頻率值，由變頻器輸出的相應(yīng)頻率和幅值的交流電，使電動(dòng)機(jī)上得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，那么空壓機(jī)輸出相應(yīng)的壓縮空氣至儲(chǔ)氣罐，使之壓力變化，直到管網(wǎng)壓力與給定壓力值相同。
典型配置
采用HOLLiAS LM PLC的CPU模塊以及擴(kuò)展模塊對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行控制。選用CPU模塊LM3107E進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和運(yùn)算，LM3107E CPU本體自帶的模擬量輸入通道采集壓縮機(jī)壓力變送器和溫度變送器的輸出信號(hào)值，通過(guò)編程軟件PowerPro中優(yōu)化的PID算法，采用LM3107E的數(shù)字量輸出控制變頻器多頻段運(yùn)行，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的供氣壓力。
由于LM3107E本體除了帶有數(shù)字量輸入/輸出通道外，還集成了兩通道模擬量輸入和一通道模擬量輸出的模擬信號(hào)處理功能，這樣就可以方便地為模擬量需求較少的設(shè)備降低成本；同時(shí)編程軟件PowerPro中優(yōu)化的PID算法，能夠很好地根據(jù)終端設(shè)備的用氣需求來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)整個(gè)回路的供氣壓力，在實(shí)時(shí)滿足用氣需求的同時(shí)，還顯著提高了壓縮機(jī)的使用壽命。
采用HOLLiAS LM PLC作為控制裝置的動(dòng)力空壓機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能效果顯著，能夠?yàn)閷嚎s空氣作為動(dòng)力源的設(shè)備提供充足動(dòng)力。
