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永磁一体机与控制的匹配问题

上犹电固螺杆空压机，永磁驱动一体式螺杆主机，在使用过程中，与控制的匹配经历了选择、磨合及相互调整，zui终达到了比较理想的匹配。当前的市场是一个性能与成本同等竞争的环境，单一的追求性能或单一的追求低价，是无法俘获用户的青睐。基于笔者所在公司的使用经验，做以下两方面的话题探讨。其一是转速的选择：对于一体式螺杆主机，基于其调频的控制因素、电机的无轴承结构因素，在电机转速的设计上具备了更宽的选择，各大厂家对于设计转速高和设计转速低，各执一词。复盛空压机设计高转速，从电机设计角度，可以获得更高的电机效率，从使用角度，采用直驱联接替代目前市场上的皮带机，避免了皮带结构带来的一系列缺陷，如效率损失，节能约1-2%、皮带寿命差，皮带结构带来的轴向力等。虽然螺杆一体机运行噪音相对于低速略高，但只要空压机系统能做良好的隔音措施，影响并不大。设计低转速，从电机的震动与噪音角度，应该比较低，但其缺陷主要是需要较大的机头实现同等排气量；

上犹电固螺杆空压机其二是控制系统的选择：目前空压机行业竞争日趋激烈，对于永磁电机用变频器功率选择，希望也能实现与电机同档。对于这样的要求，变频器厂家也在努力调整应对，但就这样的要求，我们认为存在以下问题需要考虑。假设，一台37kW的永磁电机驱动的空压机，依据如下公式分析。在设计时，假设电压取值为340V，设计的额定电流为74A，小于37kW变频器的电流允许值，实现了同档匹配的目的，但该机器安装到客户使用现场后，可能会出现如下情况。一种状况：如该使用企业在用电高峰期，电网出现下差浮动，电机输入电压降低，要继续维持37kW的输出，只能采用提升电流来满足，电流的长时间增加，zui终导致变频器保护，空压机不能正常工作；另外一种状况：当该空压机使用了较长时间后，滤网压差变大，提供同等空气用量的情况下，电机功率增大，由于电压没有上升空间，只能通过电流的增加来实现，也会出现变频器保护情况。在这里需要说明的一点，空压机的使用是压力恒定，而压力体现在电机驱动上，为恒转矩输出。对于永磁电机，转矩大致可以线性地对应到电流，所以当出现滤网的压差过高时，对于同档配置变频器的情况，可能会出现因电流过高出现变频器保护，而该故障是无法通过降低转速来解决的。

活塞式压缩机与螺杆压缩机的性能对比

活塞机的噪音大，且维修不便，维修．大多数活塞机使用过程中经常会出问题，所以给用户带来*的不便。同时可以降低工厂的生产成本，增加经济效益，方便设备管理，美化环境，提高形象，用高效率高可靠性的螺杆压缩机淘汰现有的活塞式空压机，建造一个*性、经济化的空压站是工厂将来日益扩大发展的必然趋势。

选择空压机的基本准则是经济性、可靠性与安全性（两证制度）。

性能对比：

老式的活塞空压机，其运行的经济性、可靠性差。活塞式空压机是广大用户非常熟悉的一种机型，在很早期是一种大家都认同的产品，但随着技术的不断革新，新型空压机的出现，活塞式空压机的缺点越来越突出，与螺杆空压机相比：

a、活塞式空压机有气阀、活塞、活塞环、连杆瓦等诸多易损件，连续运行的可靠性差，一方面会影响生产，另一方面会增加维护管理的费用。

b、与螺杆空压机相比，活塞式空压机的效率低，特别是*连续运行，其经济性更差。由于活塞式空压机所形成的压缩腔内很多都是易损件，这些易损件的磨损和损坏都将造成气体压缩时候更大的泄漏，zui终导致压缩机效率的降低。由于螺杆压缩机中不存在影响机器效率的易损件，进行压缩的一对转子由于自身结构的特点不会出现磨损。因此*连续运行的经济性要远远优于活塞式空压机。

c、活塞式空压机为往复式运动机构，存在着不可消除的惯性力，因此运行时振动大，噪音高，较大的活塞式空压机安装时需要专门的固定基础。螺杆空压机为回转式运动机构，平衡性很好，其振动小，噪音低，无需安装基础，同时也避免了对环境的污染。

d、活塞式空压机是往复间断性供气，运行时气流脉动大，螺杆压缩机转速高，输气平稳，无气流脉动，能够满足要求较高气量用户的需求。

e、活塞式空压机基本没有自动控制系统，螺杆压缩机有完善的自动控制与保护系统，属于机电一体化产品，方便了设备的维护管理，同时也zui大限度地降低了能耗。

f、螺杆空压机是一种整体结构高度集中化产品，占地面积小，没有了活塞式空压机复杂的管路系统，可以美化的生产环境。

使用的机型种类过多，过于分散，这样既不便于设备管理，也增加了易损件的数量，势必增加了平时运行的成本。同时分散的布置更加剧了对生产环境的污染。

供气品质差耗油量大。活塞式空压机存在活塞环的磨损，运行式尽管活塞上有刮油环，但仍会有不少的润滑油窜到气缸中，随气体一起排出，这样，一方面降低了气体的品质，另一方面也增加了耗油量，不可避免的润滑油外漏，也会增加耗油量，污染环境。螺杆空压机有高效的油气分离系统和过滤设备，无磨损件，供气品质高耗油量很低。正是基于以上情况，国家有关部门曾于2000发文，要求国内企业在中低压空压机的使用上，逐步淘汰运行费用高可靠性低的活塞式空压机，用高效的螺杆压缩机取而代之，在发达的国家已成为一种现实。

综合以上所述，为了降低生产成本，增加经济效益，方便设备管理，美化环境，提高形象，用高效率高可靠性的螺杆压缩机淘汰现有的活塞式空压机，建造一个*性、经济化的空压站是贵日益发展强大的必然趋势。

说明:

活塞机的使用寿命7年左右,而AtlasCopco螺杆压缩机的寿命可达15年左右.

阿*噪音低,(一般只有66分贝左右),*符合环保要求.

阿*与其它同类产品比较出风效率高15%~20%,全计算机控制可根据现场用气量多少自动加载和卸载,从而节约电费.

建议

增购1台15KW螺杆机,将现有活塞机作为备用机组或转售.

买得贵,用得便宜,阿*,您的选择!

远程控制和监视功能选项提供

l安装内置多压缩机控制功能,仅需升级软件可以控制4台或6台压缩机,降低能耗

阿*·科普柯研制的电脑控制系统，使压缩机的可靠性和安全性达到了一个全新的水平。它除了能显示压缩机的运行状态（如正常运行、加载、卸载等）和常规的压缩机性能参数外（如进、出口温度、压力、油温、运行时间等），还能连续、正确地监控压

柴油移动式螺杆空压机的特点

1、主机：型线的大直径转子设计，主机与柴油机通过高弹性联轴器直联，中间没有增速齿轮，主机转速与柴油机*，效率更高，可靠性更好，寿命更长。

2、柴油机：选用康明斯、玉柴等国内外柴油机，符合国Ⅱ排放要求，动力强劲，燃油耗低，有覆盖全国的售后服务体系，用户可得到迅速、完善的服务。

3、气量控制系统简洁可靠，根据用气量的大小，对进气量进行0~*的自动调节，同时自动调节柴油机油门，zui大限度节约柴油。

4、微电脑智能监控空压机排气压力、排气温度、柴油机转速、油压、水温、油箱液位等运行参数，具有自动报警和停机保护功能。

5、多级空气过滤器，适合多粉尘工作环境；多级燃油过滤器，适合国内油品质量现状；超大油水冷却器，适合高温、高原环境。

6、宽敞的保养维修门，需维护的零部件都在可及范围之内,保养空气过滤器、油过滤器、燃料箱、电池及油冷却器等方便容易，减少了停机时间。

7、移动方便，在恶劣的地形条件下仍然可以灵活移动。每台压缩机配置吊环，用于安全方便地进行吊装、运输。

空气流程

1、气体由空气滤清器滤除尘埃之后，经由进气阀进入机头被压缩，并与润滑油混和。与油混和的压缩空气排至油气分离桶，再经油气分离器、压力维持阀及后冷却器之后进入用气管网。  

2、气路各主要元件功能说明

A、空气滤清器

空气滤清器通常为一干式纸质过滤器，过滤纸细孔径约5微米左右，主要功能是滤除空气中的尘埃，避免螺杆转子过早磨损，避免油过滤器和油气分离滤芯过早堵塞。工作环境较好时每工作500小时，应该取下清除表面灰尘，清除的方法是使用低压空气将灰尘由内向外吹除。在使用环境比较差的环境下，要求每班次清理空滤芯，特别差的环境，要求加装二级过滤，空滤过滤效果好坏，对主机的寿命及油品的寿命影响是zui大的。

B、进气阀

常用的进气阀有旋转碟片结构和往复阀板机构，利用碟片或阀板或关闭进气口，控制进入机头的气流。有两种控制方式：一种是开关方式，当储气罐压力达到高限设定值，关闭进气口，当压力降到低限设定值，重新打开进气口。另一种容调方式，当储气罐达到一定压力时，旋转碟片在比例阀的控制下微闭进气口，当储气罐压力进一步增大时，进气口进一步缩小，当储气罐压力略有减少时，进气口将有所加大，使压力稳定在一定范围。当压力未达到容调压力，进气阀碟片全开，进气口*打开。

进气阀一般为常闭阀，防止启动时大量气体进入机头，加大电机启动电流。进气阀上有一个进气旁通阀，用来防止机器启动和空载时，机头内形成高度真空，影响润滑油的雾化。 

C、机头

空气是在机头内被压缩的。机头在驱动机带动下不断吸入气体，然后通过转子旋转缩小气体腔的容积，使气体压力提高，在气体被压缩的过程中，温度不断提高，喷入机头的润滑油呈雾态与空气混和，起到冷却作用，把温度限定在许可范围内。润滑油还有润滑和密封作用，润滑油在机头内部的各个间隙部位形成油膜密封。机头排出的气体是油气混和物。 

D、油气桶

油气桶有油气分离和储油两种功能。压缩后的油气混合物排至油气桶，在油气桶内通过碰撞、转折等分离出大部分润滑油;油气桶外面装有油位计、加油孔。静态势时润滑油的油位应该在油位计上下限之间。油气桶下方装有含油排水阀。应该在每次冷启动前略微打开该阀，以便排除油气桶内的冷凝水(因为水比油重，静止一段时间后水会沉淀在zui下部)，一旦有油流出，迅速关闭。由于油气桶的流道很大，其内部气流流速很低，有利于油滴分离，起到粗分离油和空气的作用。绝大多数润滑油是在进入油气分离滤芯前分离下来的。对于在机组使用在空气湿度较大地区必须每天进行排水，防止油品变质，及轴承生锈。

E、油气分离器

油气分离器滤芯采用多层细密的特种纤维制成，压缩空气中残存的细小雾状油粒在油气分离滤芯中被凝聚成大油滴，在重力作用下淌到油气分离滤芯底部的集油池。通过油气分离滤芯后，压缩空气中的润滑油几乎被*滤除，残余油粒直径小于0.1微米，气体含油量小于3PPM。

F、安全阀

当油气桶内压力比额定压力高出1.1倍时，安全阀会自动跳起泄压，使压力降到额定排气压力以下。检查安全阀的方法是在压缩机满载工作时，轻轻打开阀掰，若安全阀能向外排气，就视为正常。安全阀向外排气时会带出高温油雾，应注意安全。

G、zui小压力阀

zui小压力阀又称为压力维持阀，位于油气分离器上方出口处，压力设为0.45MPa左右。zui小压力阀有以下作用：

启动时迅速建立润滑所必须的循环压力，确保机器不被磨损。

控制通过油气分离滤芯的气体流速，防止高速气流破坏油气分离效果，将润滑油带出系统。避免造成油气分离滤芯两侧压差太大伤害滤材。

止回功能，当机器停止工作或进入空载状态时，油气桶内压力下降，zui小压力阀可以防止储气罐气体回流到油气桶。

后冷却器

压缩空气通过zui小压力阀进入后冷却器。对于风冷压缩机，后冷却器与油冷却器制成一体，一般为板翅式，有风扇将空气吹过冷却器板翅，把压缩空气的热量带走。冷却后的压缩空气一般比环境温度高10～15℃，冷却后的压缩空气含有大量水分，其中大部分可以在储气罐内分离出来。

2润滑油流程

1、由于油气桶内的压力比机头进气腔高，润滑油在压差驱动下经过温控阀、油冷却器和油过滤器，然后分成两路进入机头，一路直接喷入压缩腔，另一路经过轴承组后再进入压缩腔，在压缩腔内与空气混和后排入油气桶。绝大部分油经过粗分离后沉淀在油气桶下部，少量油雾经过油气分离滤芯后沉积在滤芯底部，然后被回油管引入机头进气腔。

2、润滑油在机头内除润滑作用外，还起冷却和密封作用。润滑油热容量比较大，每升高一度所需热量远远大于空气。驱动机输入到机头的能量都将转化为热量，为了控制温升，向机头内喷入润滑油，用润滑油吸收大部分热量。润滑油在机头内呈雾态分布，与空气的接触面积很大，所以换热十分迅速完善。转子之间，转子与机壳之间有较长的间隙，通过间隙的泄漏不但减少流量，还会导致高温、高耗能和高噪音。润滑油在相对运动零件之间形成的油膜具有优良的密封作用，可以有效的防止高压气体向低压侧的渗漏。

3、油路各主要元件功能说明

A、温控阀

温控阀主要是通过控制喷入机头的润滑油温度达到控制机头排气温度的。机头排气温度过低，水份会在油气桶内析出，造成润滑油乳化。冷机启动时温控阀迫使润滑油不经过油冷却器直接进入机头。当油温上升到70℃以上，温控阀逐渐打开通油冷却器的通道，让一部分润滑油经过油冷却器，再与热油混和后进入机头。当油温上升到76℃时，温控阀*打开通油冷却器的通道，此时润滑油全部经过油冷却器冷却后再喷入机头。

由于进入温控阀的润滑油未经过滤，温控阀内部通道较复杂，易于引起污物淤积，*使用后温控阀故障率较高，常引发机器高温保护。此外温控阀*打开通油冷却器的通道后，无法*切断热油直接进入机头的通道，进入机头的润滑油温度始终高于油冷却器出口温度，造成冷却效率低。所以一些近代机型不设温控阀，通过控制风扇电机的启停来控制油温，当机头排气温度上升到90℃时，风扇开始运转，如果温度低于70℃，风扇停止运转，把温度保持在一定范围内。

通过检查与温控阀连接的四根油管，可以判断温控阀的工作是否正常，四根油管分别为：油分桶至温控阀，温控阀至油冷却器，油冷却器至温控阀，温控阀至油过滤器;正常温度分别为：高，高，低，略高。

B、油冷却器  

风冷螺杆压缩机油冷却器一般与后冷却器做成一体，为铝制板翅式结构，在真空炉内钎焊成型。水冷螺杆压缩机一般采用管壳式换热器，润滑油在管外流动，水在管内流动。水质对水冷换热器的工作状态和寿命影响很大。受水资源影响，水冷螺杆压缩机需求量远远低于风冷螺杆压缩机。但是某些场所必须使用水冷螺杆压缩机，如粉尘严重的场合;有易溶性尘埃的场合，如喷涂车间;对噪音特别敏感的场合。

C、油过滤器  

油过滤器是一种纸质过滤器，过滤精度在10微米～15微米之间。其功能是除去油中的金属微利、灰尘、氧化物、胶质等保护轴承及转子正常润滑。油过滤器堵塞会导致机头供油不畅，影响轴承寿命，引起排气高温，造成局部积碳。 

D、回油管路  

为避免被分离的油随压缩空气进入管网系统，油气分离滤芯中凝聚的润滑油必须及时通过回油管引到机头进气腔。为防止停机时机头中的油气通过回油管返流，回油管路中安装有单向阀。单向阀上有节流小孔，防止大量压缩空气跟随润滑油通过回油管路从油气罐进入机头进气腔。节流小孔通径一般为0.5～1毫米，对污物十分敏感，一旦堵塞，会引起排气大量含油。一旦发现排气含油异常，首先应该检查回油管温度，如果油管温度接近常温，就表明回油管堵塞。 

3控制系统

1、控制系统的作用  

自动调节压缩机排气量，使储气罐的压力保持在设定范围内。  

在电脑调温系统中，自动停止和启动风扇电机，使机头排气温度保持在设定范围内。 

在发生超温、超压、过电流等情况下报警或停机。 

在开机和停机时按设定时序启闭各电器元件。

2、控制系统由检测元件，分析元件、执行元件和人机界面构成。检测元件有温度传感器(或温度开关)、压力变送器(或压力开关)、压差开关等;分析元件主要是PLC(电脑板);执行元件有加载电磁阀、放空电磁阀，接触器;人机界