　　在开启工作之后，首先经过的部件是过滤器，经过过滤器之后，压缩介质的温度会有一个明显快速上升的过程，当压力和温度都达到预定的程度，随后开始经由内部中端的冷却器对压缩介质的温度进行降低操作，随后再回到第一步将压力和温度加上去的过程，不断循环下去，最后压缩出来的介质，压力程度会比较高，温度较低，符合多数工业的压缩介质需求。

　　很多朋友对于这类无油空压机的散热方式不清楚，一般这类空压机多数是通过水和冷却器实现散热功效的，通过将机器内部的热量转移到进入低温的水中，再将高温的水带出，从而完成一套完整的散热流程。

　　无油螺杆机的优势在于对节能的把控，以及自身不需要润滑油的特性，将润滑油本身有可能带来的机器高温以及污染现象杜绝了。现在国内迫切需要的是新能源的发展，因此有条件的话还是比较偏向于用户少使用机油，尽管当前无油机的普及率并不是很高，但是很多空压机的专家预测这一类型机器的占有率在未来将会逐步上升，成为国内的主流机型之一。

　　文章来源：欧能优节能系统

无油空气压缩机工作原理图：空压机工作原理

　　空压机（英文为：air compressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置,是利用空气压缩原理制成超过大气压力的压缩空气的机械。

　　按照压缩空气的方式不同，空压机通常分为两大类，一类是容积式，另一类是动力式，又可按其结构的不同分为以下几种形式：

　　螺杆式压缩机是具有螺旋状旋转的容积式压缩机,是目前世界上应用最广泛的容积式压缩机之一。

　　螺杆压缩机的基本结构如下图所示。在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。通常将齿形厚者称为阳转子或阳螺杆；将齿形薄者称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。转子排气端上的球轴承使转子实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称为吸气孔口；另一个供排气用，称为排气孔口。(一般从上进气，从下排气) 。

　　如下图所示，螺杆压缩机的工作循环可分为吸气（1）、压缩（2）（3）和排气（4）三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。被密封在齿间容积中的气体随齿移动所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程，当齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。

　　单螺杆空压机的工作原理是通过两个星轮的交互转动，因为它们的配置是对称的，这样就将空间划分为两个，而各自分别对其中的气体进行压缩,平衡力对称是单螺杆机最大的特点, 现制造商还要解决塑料星轮和螺杆之间高速高温下星轮会磨损过大的难题,才能保证产气量不会下降过快。

　　活塞式空压机其工作原理是利用曲柄连杆机构将原动机的旋转运动转变为活塞的直线往复运动，并借助进、排气阀的自动开闭进行气体的吸入、压缩和排出,因为所采用的方式比较落后，气体中会含有大量的机油，此种设备不适合于用气精度要求很高的行业, 其次也存在噪音较大、气体有脉冲、主机容易坏的问题。

　　滑片式压缩机采用传统的技术，以较低的速度直接进行驱动。转子是连续运行的部件,上面有若干个沿长度方向切割的槽，其中插有可在油膜上滑动的滑片。

　　转子在气缸的定子中旋转,在旋转期间,离心力将滑片从槽中甩出，形成一个个单独的压缩室,旋转使压缩室的体积不断减小，空气压力不断增大,通过注入加压油来控制压缩产生的热量, 进而就完成了对空气的压缩。

　　因为所采用的方式比较落后，所以气体中会含有大量的机油，此时需要的就是油气分离器，将其过滤干净才能够投入到生产中使用，此种设备不适合于用气精度要求很高的行业, 其次也存在噪音较大、主机维修成本过高的问题。

　　离心式压缩机工作原理是当空气进入到机器后，其中的叶轮会快速的转动，气体会随之进入到扩压器，逐步的完成压缩。它的最显著的优点就是节能、排气量大、故障率低、运行成本低、无油的压缩空气,

　　是用气量在100立方以上的用户首选产品。

无油空气压缩机工作原理图：空气压缩机的工作原理

　　无油螺杆空气压缩机（无油螺杆压缩机）是一种新式的空压机，运用不到20年，无油螺杆压缩机与传统空气压缩机区别很大，无油螺杆压缩机具有结构新颖、体积小、重量轻、噪音低，寿命长，输气平稳接连，操作简练，维护费用少等一系列优利益。

　　无油螺杆压缩机是由两个双函数方程型线的动、静涡盘彼此啮合而成。在吸气、压缩、排气作业进程中，静盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自转安排限制，环绕静盘基圆基地，作很小半径的平面翻滚。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围，跟着偏心轴旋转，气体在动态盘噬合所组合的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静盘基地部件的轴向孔接连排出。

　　微电子芯片、生物工程、食物、控制等高端领域也得到了广泛的使用。无油螺杆压缩机的特征：

　　一、无油螺杆压缩机可靠性高。1）螺杆空压机压缩机的主机零件少，是活塞机数量的1/8，零件的大幅减少是产品可靠性的主要要素。

　　2）回转半径小，线速度仅为2m/s,因而磨损小，机械功率高，振动小。

　　3）科学控制的整机系统更确保产品的稳定性。

　　二、无油螺杆压缩机噪音低。1）因无吸、排气阀和杂乱的运动安排而消除了阀片的敲击声和气流的爆炸声，使噪音急剧下降。

　　2）吸、排气接连安稳，每分钟6000次以上，使气流脉动极微小。

　　3）1台20HP（15KW）的螺杆空压机空气压缩机只需62dBA的噪音，使其能在任何地方、场所运用，节约费用，更符合环保要求。

　　三、无油螺杆压缩机能耗低。1）由于吸气增压效应和没有空余容积，故螺杆空压机空气压缩机的容积功率高达98%以上。

　　2）由于若干个作业腔逐步压缩，故相邻作业腔的压差非常小，因而走漏天然很少。一个压缩进程分几回压缩，热功率高。

　　3）无吸、排气阀，故进、排气的阻力损耗几乎为零。无运动安排的摩擦磨损，机械功率高，这是螺杆空压机压缩机比其它空气压缩机大大节能的首要要素。

　　四、无油螺杆压缩机维护费用低。主机零件少，易损件更少，大幅度减少了零件替换可能性。一同替换零配件周期长，运用便利，维护作业量少，维护费用低。

　　五、无油螺杆压缩机压缩空气100%无油。必需求无油空气压缩机才干产出无油的压缩空气。在制药、食物、精细电子等类似的工业场合，注意安全是有必要的。这便是为何要选用无油压缩空气的解决方案的要素，无油空气压缩机是用在需求高纯度压缩空气的场合。没有油，意味着没有风险，没有污染的风险，没有损坏产品或构成产品不安全的风险，没有停产构成的损失。总而言之，没有油意味着没有危害来之不易的名誉的风险。

无油空气压缩机工作原理图：空气压缩机结构及工作原理

　　1、活塞式无油润滑空气压缩机

　　活塞式无油润滑空气压缩机由传动系统、压缩系统、冷却系统、润滑系统、调节系统及安全保护系统组成。压缩机及电动机用螺栓紧固在机座上，机座用地脚螺栓固定在基础上。工作时电动机通过连轴器直接驱动曲轴，带动连杆、十字头与活塞杆，使活塞在压缩机的气缸内作往复运动，完成吸入、压缩、排出等过程。该机为双作用压缩机，即活塞向上向下运动均有空气吸入、压缩和排出。

　　2、螺杆式空气压缩机

　　螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。整机装在1个箱体内，自成一体，直接放在平整的水泥地面上即可，无需用地脚螺栓固定在基础上。螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。1对高精密度主(阳)、副(阴)转子水平且平行地装于机壳内部，主(阳)转子有5个齿，而副（阴）转子有6个齿。主转子直径大，副转子直径小。齿形成螺旋状，两者相互啮合。主副转子两端分别由轴承支承定位。工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子，由于2转子相互啮合，主转子直接带动副转子一同旋转。冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分，并与空气混合，带走因压缩而产生的热量，达到冷却效果。同时形成液膜，防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。

　　螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气，同时油注入空气压缩室，对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑，压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内，由于机械离心力和重力的作用，绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯，几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器，回油经过油过滤器过滤后，洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后，压缩空气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内，通过自动排水器或手动排出。

　　3、晶变频器在空压机上的节能改造应用

　　空气压缩机在国民经济和国防建设的许多部门中应用极广，特别是在纺织、化工、动力等工业领域中已成为必不可少的关键设备，是许多工业部门工艺流程中的核心设备。提供自动化生产所需的压缩空气足够的供气压力，是生产流程顺畅之要素，瞬间的压降，即会影响产品品质。随着变频技术的成熟,变频器在电气传动领域中应用越来越广泛。其控制方式的多样性、完善的电机保护功能以及其特有的优点是目前在工控领域其它无可比拟的。

　　一﹑螺杆式空压机的工作原理

　　螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。

　　二﹑压缩气供气系统组成及空压机控制原理

　　压缩气供气系统组成：

　　工厂空气压缩气供气系统一般由空气压缩机、冷干机、过滤器、储气罐、管路、阀门和用气设备组成。

　　空气压缩机的控制原理：

　　在工厂的空气压缩机控制系统中，普遍采用后端管道上安装的压力继电器来控制空气压缩机的运行。空压机启动时，加载阀处于不工作态，加载气缸不动作，空压机头进气口关闭，电机空载启动。当空气压缩机启动运行后，如果后端设备用气量较大，储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力上限值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不断地向后端管路产生压缩气。如果后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，压力控制器发出卸载信号，加载阀停止工作，进气口关闭，电机空载运行。

　　三﹑螺杆式空气压缩机变频改造

　　空压机工频运行和变频运行的比较：

　　空压机电机功率一般较大，启动方式多采用空载（卸载）星-三角启动，加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，加载和卸载时对设备机械冲击较大；不光引起电源电压波动，也会使压缩气源产生较大的波动；同时这种运行方式还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限。由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。

　　对空压机进行变频改造，能够使电机实现软起软停，减小启动冲击，延长设备使用年限；同时由于电机运行频率可变，实现了空压机根据用气量的大小自动调节电机转速，减少了电机频繁的加载和卸载，从而较大幅度减小电动机的运行功率，使得供气系统气压维持恒定，便可以实现节能的目的。

　　四﹑变频改造方案设计原则

　　根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：

　　电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa。

　　系统应具有变频和工频两套控制回路。

　　根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。

　　在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。

　　生产工艺要求，变频改造后，适当降低压缩气供气系统的供气压力，将原来的高压变流量供气改变为变频恒压变流量供气方式。

　　五﹑变频器的选型

　　根据上述原则，选择广州三晶电气SAJ系列通用型变频器，装有工变频切换装置，只需加一只压力变送器即可组成闭环控制系统。传感器反馈的气压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口，而压力设定可以使用变频器的键盘设定，使该系统能够满足上述工况要求。

　　SAJ变频器特点：

　　采用32位电机控制专用微处理器，高精度频率输出

　　新颖的功率累计功能，观察节能效果更直观方便。

　　内置RS-485接口，可计算机联网控制。多信号输入，内置简易PLC，自动化控制更方便。

　　载波频率可调，静音运行。

　　控制方式多样化，通用性强。

　　内置PID调节功能，闭环控制简单低速额定转矩输出，运行稳定。

　　键盘操作方便，可在运行时在线调整和设定有关参数。

　　低频转矩输出180% .低频运行特性良好.

　　输出频率最大600HZ,可控制高速电机

　　全方位的侦测保护功能(过压、欠压、过载）瞬间停电再起动，

　　加速、减速、动转中失速防止等保护功能

　　减速停止成自然停止，自动复归，直流制动

　　多样的变频器运行状态参数显示，对控制信号和负载运行状况一目了然。在进行变频改造时我们将尽量保持原有设备主电路和控制电路的完整性，对其电路不作改动；这有利于在变频器发生故障或是检修时，空压机可以很方便地改动回到原有的控制方式上去，这保证了空压机在变频和工频状态下都可以运行。

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