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11KW 的永磁变频螺杆空压机6000 元起

15KW 的无油螺杆空压机7000 元起

22KW 的螺杆空压机9000 元起

37KW 的大型螺杆空压机10000 元起

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概述

柏乡移动螺杆空压机 螺杆空压机，电机功率37KW，工作原理是由螺杆在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与阳转子齿被主电机驱动而旋转。原空压机的主电机运行方式为星三角降压起动。作程序为：输入启动信号，控制系统接通启动器线圈并打开断油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压数秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值0.8Mpa，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值0.6Mpa后，即回跳压力下，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。

螺杆空压机的特点

1) 螺杆空压机与活塞空压机相同，都属于容积式空压机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。

2) 可靠性高。螺杆空压机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长。    操作维护方便。螺杆空压机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。

3) 动力平衡好。螺杆空压机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式空压机，体积小、重量轻、占地面积少。

4) 适应性强。螺杆空压机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在空压机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。

螺杆空压机的主要缺点

1) 造价高。由于螺杆空压机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的*在昂贵的设备上进行加工。另外，对螺杆式空压机油气桶的加工精度也有很高要求。

2) 不能适用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命的限制，螺杆空压机只能适用于中、低压范围，排气压力一般不超过3Mpa。

3) 不适用于小排气量场合。螺杆式空压机依靠间隙密封气体，目前一般只有容积流量大于0.2M3/min时，螺杆空压机才具有*的性能。

螺杆式空气压缩机定期保养内容

一 螺杆式空气压缩机的维护保养项目，除日常保养内容外，还要对以下部件进行定期维护：

1 检查螺杆空压机电气部分的接头接触及绝缘阻值；

2 更换电机润滑脂（每运行8000小时更换一次），如设备说明书有参数则以说明书为准；

3 清洗进气控制阀；

4 清洗zui小压力阀；

5 清洗回油单向阀；

6 清洗温控阀；

7 清洗冷却器；

注：以上保养应在设备确认无电、无压力后方可进行。本规定适合S29、S50、SCK50螺杆式空压机的定期保养。

一体机设计中的电机温升问题

柏乡移动螺杆空压机 目前的一体式螺杆主机，电机直接安装在螺杆机头的吸气伸轴端。业内很多人，提出了一体机电机温升的质疑，认为电机直接与螺杆机头做成一体，螺杆机头的温度会传递到电机侧，导致电机散热差、温升高。对于此类观点，依据本公司实际的设计与应用状况，做如下几点说明：

首先，电机温升主要依赖于特定工况下的电机设计，笔者所在公司的一体式螺杆主机用永磁电机，是针对一体式结构和空压行业的运行工况进行的特殊设计，如充裕的服务系数考虑，并经过了详细的测试确认，不同于市场上运用的通用型永磁电机设计，实际运行时电机温升状况良好。对于直接将市场上通用型永磁电机的定、转子直接安装在螺杆机头端部的组装方式，建议进行比较详尽的测试，以确认该永磁电机是否适合空压机特定的结构和工况。图1为一台一体式螺杆主机在温升平衡情况下的温度分布。由图可见，即使在温度平衡条件下，电机端的外壳温度也不过在40℃左右。其次，对于螺杆主机本身，其压缩空气从吸气端到排气端，是一个压力逐步增大的过程，相应的温度也是一个逐步递增的过程。通常状况下，吸气口的温度接近气温，而控制排气温度的风机一般设定在大约85℃，所以排气端的油气混合物温度限定在85℃左右，所以电机端的温度不应超过此值。一台螺杆单机头产品在温升平衡情况下的温度分布情况，排气端zui高温度74.8℃，而电机端的zui高温度也仅有60℃左右。

综合以上分析可以看出，永磁电机直接安装在螺杆机器的吸气伸轴端，螺杆自身的温升对电机的温度影响并不大。所以，业内某些电机公司对该结构提出温升高及永磁体的退磁问题，只是自己的臆断

防护等级问题

螺杆压缩机应用于比较广泛的场合，有些应用场合环境比较差，环境中粉尘、杂质比较多。如果螺杆空压机自身的防护做的不到位，对于IP23防护等级的一体式螺杆主机，在吸风冷却时，粉尘、杂质等容易随着冷却风进入电机内部，带磁性的粉尘或杂质会吸附在永磁电机的转子表面，累积到一定程度，会堵塞气隙，zui终导致电机无法运行。所以，针对特定的使用场合，本公司也设计了相应的产品，推出IP54防护等级的一体式螺杆主机，

该结构*将冷却风道移至电机外部，与市场上的IP54电机冷却方式类同，但同时又秉承了本公司一体式螺杆主机无轴承结构的特点优势。

永磁一体机与控制的匹配问题

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；

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。

原系统工况存在的问题

1 、主电机虽然星三角降压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。

2 、浪费电能达25%以上

主电机时常卸载运行，属非经济运行，电能浪费严重。我们对空压机的主机运行数据进行抄录：运行总时间为20000小时，其中加载时间11000小时，卸载时间为9000个小时，主机的功率为75KW，加载电流为65A，卸载电流为30A（实际消耗功率为 15KW），根据我们经验与初步计算，此台空压机浪费电能达25%以上，现在我们以20%浪费计算，37ＫＷ × 8０％（负荷率）×25％（浪费）×24小时×３０天＝5328度电节电改造方案：

1 、节能原理及效果我们知道，用调整电机转速的方法同样可以调整供气量。由于空压机基本上属于恒转矩负载，用调整电机速速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速（供气量）成正比关系，达到很好的节电效果。

复盛空压机节电器具有矢量控制功能，可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转矩。同时，复盛空压机节电器的自动节能模式，可使电机在满足负载转矩要求下以zui小电流运行，达到更好的节电效果：

电器一般规范及安全规范

（1） 依使用空压机之功率大小，选择正确之电源线径，不得使用太小的线径，否则电源线易因高温烧毁而发生危险。

（2） 空压机单独使用一套电力系统，尤其要避免与其他不同电力消耗系统并联使用，如并联使用时，可能会因过大的电压降或三相电流不平衡形成空压机之过载而使保护装置动作跳机，大功率之空压机对此项尤须注意。

（3） 按空压机功率大小配置相应的NFB（无熔丝开关）以维护电力使用系统及维修保养 之安全。

（4） 空压机配电时须确认其电压之正确性。

（5） 电动机或系统的接地线应确实架设，而且接地线不可直接接在空气输送管或冷却水管上。

（6） 空压机必须可靠接地，防止因漏电而造成危险。

（7） 若三相电流不平衡，则zui低一相电流与zui高一相电流的差值不得超过5%；若电源 有电压降，则电压降不得低于额定电压的5%

系统流程

一、空气系统流程

1 、空气由空气滤清器

（4）滤去尘埃之后，经由进气阀

（5）进入主压缩室压缩；并与润滑油混合。与油混合的压缩空气排入油气桶

（7），再经由油细分离器

（8），压力维持阀

（9），后部冷却器

（10），然后经水分离器

（11），送入使用系统。

2 、气路中各组件功能说明：

（1）空气滤清器

空气滤清器为一干式纸质过滤器，其主要功能是过滤空气中的尘埃。通常每1000小时应取下清除表面尘埃，清除的方法是使用低压的空气从空滤器内向外吹除。空气滤清器上装有一只压差开关（26），当空气滤清器压差增加到压差开关内设定值时，压差开关动作，控制面板系统流程图上的空气滤清器△P指示灯亮，同时液晶显示器显示空气滤清器阻塞的报警菜单，表示空气滤清器必须清洁或更换，但压缩机仍可继续运转

2 ）进气阀

采用式进气控制阀，自带单摆式止回阀。  压缩机起动时，进气阀阀片关闭，确保不带负荷起动。空压机重负荷运转时，三向电磁阀（

打开，由三向电磁阀

通路过来的气体经反比例阀

（22）进入进气阀的伺服气缸，推动伺服气缸的阀杆，带动进气蝶阀，使之全开，以达重负荷运转。当系统压力因用气量减少而升高，达到反比例阀

（22）的设定压力时，反比例阀

（22）动作并减少控制空气输出量，故进气阀的伺服气缸阀杆推力减小，在弹簧力作用下，阀杆回缩，当弹簧力与气缸的气体推力平衡时，阀杆即处于半开状态，此时，与阀杆相连的进气阀片也处于半开状态，进气量即减小至与系统用气量相平衡，此为容量调整之过程。

若系统用气量减少甚多，压力上升速度超过容量调节的反应能力，则控制器发卸载命令，使三向电磁阀

（18）失电关闭，阀杆在弹簧作用下，回到气缸的底部，进气阀片处于全关状态，同时空压机系统内的压力经由泄放电磁阀

（19）排空，主机处于无负荷运转。当系统压力下降至设定值时，控制器发加载命令，使三向电磁阀

（18）得电，恢复重负荷运转。  按下OFF键关机时，主机会延时约15秒，卸载完毕后停机。

（3）感温棒24在失水、失油、水量不足等情况下，均有可能会导致排气温度过高，感温棒(24)把随温度变化的量传输到起动盘上的液晶控制器,当排气温度达到温度设定值（100℃）时，则控制器发出停机指令, 压缩机停止运转。液晶显示器上，显示排气高温报警信息，同时系统流程图上排气高温指示灯亮。

（4）膨胀接头 6  消除管路因热膨胀产生的内应力及机组的振动。

（5）油气桶 7  油气桶桶侧装有观油镜（28），重车润滑油之油位应在观油镜的高油位线与低油位线之间，油气桶下装有泄油阀（30），每次启动前应略为扭开泄油阀以排除油气桶内沉淀之凝结水。桶侧开有1″之加油孔，可供加油用。  由于油气桶之宽大截面积，使进入油气桶的压缩空气流速减小、油滴分离，此为*段之除油。

（6）油细分离器 8  详细内容请参阅后节说明。

（7）安全阀 17  当液晶控制系统的压力控制不当或失灵而使油气桶内之压力比设定排气压力高出0.1MPa以上时，安全阀即会自动打开，使压力降至设定排气压力以下,起到保护油气桶及系统的作用。安全阀于出厂前即已经调整过，请勿随意调节。

（8）泄放电磁阀 19  泄放电磁阀为二通常开之电磁阀，当停机或空车时，此阀即打开，排出油气桶内之压力，以确保压缩机再次运行时能在无负载之情况下起动或空负荷运转。

（9）压力维持阀 9  位于油气桶上方油细分离器之出口处，压力维持阀 (9)压力设定于0.45MPa左右。压力维持阀的功能为：  A  起动时优先建立起润滑油所需之循环压力，确保机体的润滑。  B  当压力超过0.45MPa之后方行，可控制流过油细分离器的空气流速zui大值(体积 流量与压力成反比)，除确保油细分离效果之外，并可保护油细分离器免因压差太大而受损。

（10）后部冷却器 10  A  若为风冷式的冷却器，用冷却风扇将冷空气抽入，通过冷却器而冷却压缩空气。风冷 式的空压机对环境温度条件较敏感，选择放置场所时，注意环境的通风条件。 B  若为水冷式的机型，则使用管壳式冷却器，用冷却水来冷却压缩空气。水冷式空压机对环境温度条件较不敏感，且较易控制其排气温度，若冷却水水质太差，则冷却器易结垢阻塞，必须特别注意，而且若水中之PH值很低（即酸度高）亦须用特殊铜材质以免腐蚀。

（11）水分离器 11  系旋风离心分离式的水分离器，可除去因空气冷却之后所冷凝出来的水分、油滴及杂质等，压缩空气经过水分离器之后，即可直接送至对压缩空气品质要求不特别高的各使用部门。

 (12) Y 型过滤器 12  过滤冷凝水中杂质等,保证自动泄水阀(13)排水通道畅通。 （13）浮球式疏水阀或电动泄水阀 13  可自动排出水分离器内所集聚的冷凝水,主要采用机械式(浮球式疏水阀)或电动泄水阀二种。

润滑油流程

1 、 喷油流程说明  由于油气桶（7）内之压力，将润滑油压入油冷却器（14），在冷却器中将润滑油加以冷却之后，经过油过滤器（15）除去杂质颗粒，然后分成二路，一路由机体（1）下端喷入压缩室，冷却压缩空气，另一路通到机体的两端，用来润滑轴承组及传动齿轮，而后（各部之润滑油）再聚集于压缩室底部，随压缩空气排出。与油混合之压缩空气进入油气桶（7），分离一大部分的油，其余的含油雾空气再经过油细分离器（8），滤去所余的油，经压力维持阀（9）进入后部冷却器（10）冷却，再经过水分离器，即可送至使用系统。

2 、油路上各组件功能说明

（1）油冷却器 14  油冷却器与空气后部冷却器的冷却方式相同，有风冷与水冷二种冷却方式。若环境状况不佳，则风冷式冷却器之翅片易受灰尘覆盖而影响冷却效果，排气温度会过高而致跳机。因此每间隔一段时间（视工作环境来定），即应用低压之压缩空气将翅片表面之灰尘吹掉，若无法吹干净则必须以溶剂来清洗，务必保持冷却器散热表面之干净。管壳式冷却器在堵塞时，必须以特殊药水浸泡，且以机械方式将堵塞在管内之结垢清除，务必确定*清洗干净。

（2）油过滤器 15  油过滤器是一种纸质的过滤器，其功能乃是除去油中之杂质如金属微粒，油之劣化物等，过滤精度在10μ-15μ之间，对轴承及转子有完善的保护作用，是否应当更换油过滤器可由控制面板系统流程图上的油过滤器△P报警指示灯和液晶显示器推出的油过滤器阻塞的报警菜单来判断，如果压差指示灯亮，同时液晶显示器推出报警菜单，表示油过滤器阻塞，必须更换。新机*次运转500小时之后即需要更换油及油过滤器，而后则依压差指示灯亮和液晶显示器显示的报警菜单而更换。若不及时更换，可能导致进油量不足，而排气高温跳机，同时因油量不足会影响到轴承之寿命。

（3）油细分离器 8  油细分离器之滤芯是多层细密的玻璃纤维制成，压缩空气中所含的雾状油气经过油细分离器后几乎可被*滤去，低于3ppm。正常运转下，润滑油的油品及周围环境的污染程度对其寿命影响甚大，如果环境污染甚为严重，可考虑加装前置空气过滤器；至于润滑油的选择，必须采用本公司复盛螺杆空压机高级冷却液，油细分离器出口装有压力维持阀，压缩空气由此引出，通至后部冷却器。与油细分离器出口相接还有安全阀、泄放阀。  油细分离器所滤的油集中于其底部*的小圆凹槽内，再由一回油管回流至机体轴承端，可避免已被过滤的润滑油再随空气排出。一般而言，油细分离器是否损坏可由以下方法判断：

 a 、 空气管路中所含有的油分增加。

b 、 油气桶与油细分离器之间装有一个油细分离器压差开关（27），其设定压差值0.15Mpa，  当油细分离器前后压差超过设定值则控制面板系统流程图上的油细分离器△P指示灯亮，同时液晶显示器推出油细分离器阻塞的报警菜单，表示油细分离器有阻塞现象，应立即予以更换；

c 、 检视油压是否偏高。

d 、 电流是否增加。

（4） 热控阀 16  油冷却器前端有一热控阀，其功能是维持排气温度在压力露点温度以上。刚开机时，润滑油温度低，此时热控阀的旁通油道，油则不经过油冷却器而进入机体内。若油温升高到67℃以上则阀慢慢打开，到72℃时全开，此时油会全部经过油冷却再进入机体内。

（1）、出气口释放阀全部关闭，取消用出气口释放阀调节供气量方式，以避免由此导致的电能浪费。代之以复盛空压机节电器转速来调整气体流量，使电机输出的功率与流量需求基本上成正比关系，始终使电机高效率工作，以达到明显的节电效果。

（2）、利用复盛空压机节电器的节能模式，可使电机在轻载时以率运行，减少不必要的电能损耗；

（3）、根据严格的EMS标准，高效的PWM复盛空压机节电器使用高速低耗的IGBT，降低谐波失真和电机的电能损失。

（4）、可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；避免因电流峰值带来的电力公司的罚款；

（5）、采用复盛空压机节电器控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，提高生产效率和产品质量；

（6）、由于电机在高效率状态下运行，功率因数较高，降低了无功损耗，节约了大量电能。

（7）、保存原释放阀系统，在必要时可参加调节，增强系统的可靠性。总之，采用恒压供气智能控制系统后，不但可节约电力费用，延长压缩机的使用寿命，并可实现"恒压供气"的目的，提高生产效率和产品质量。

四、空压机节能改造方案设计原则

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

系统应具有节电和市电两套控制回路。

系统具有开环和闭环两套控制回路。

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，节电器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。

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

四、改造方案原理

由节电器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。

反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制节电器的输出，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。