1. 分析雙永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機運行原理

雙永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機仍為噴油螺桿空氣壓縮機，但為兩級壓縮，采用兩個壓縮機頭，由兩個永磁同步電機驅(qū)動，永磁同步電機調(diào)速控制由各自的變頻器完成，末了形成恒壓給定、恒壓供氣模式。

2. 永磁同步電機運行分析

在永磁同步電機中，轉(zhuǎn)子的直流勵磁繞組被永磁體取代。其優(yōu)點是摒棄勵磁銅消耗，使功率密度更高，轉(zhuǎn)子慣性更低，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更強。

可以看出，永磁同步電機的效率和功率因素接近1，無功率較低。因此，永磁同步電機的效率高于異步電機。

目前，空氣壓縮機的轉(zhuǎn)換模式從原來的單級壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)閮杉墘嚎s。第-一級壓縮后，通過中間冷卻，進入第-二級壓縮空氣溫度等于或接近第-一級進氣溫度，以降低排氣溫度和功耗。從初始壓力到末了壓力，分級和中間冷卻過程越多，越接近溫度壓縮，但分級過多會增加氣體流動阻力，空氣壓縮機制造成本也大大增加，因此分級必須合理，兩級壓縮是應(yīng)用較廣泛的分級方法。中間冷卻較常用的方法是向壓縮腔噴油冷卻，將少量循環(huán)冷卻油噴入霧和氣體進入壓縮腔，噴入油霧吸收壓縮空氣在壓縮過程中產(chǎn)生的大量熱量，然后與空氣一起排出空氣壓縮機外殼，油氣分離后回收。

兩級壓縮和中間冷卻P—V ，陰影部分的面積為節(jié)省的功耗(2m’—2T’—2m’’—2m—2m’）。由于二次進氣溫度冷卻到一次進氣溫度，經(jīng)測試，兩次壓縮和中間冷卻節(jié)省的功耗比單次壓縮節(jié)省10%以上。

3.變頻器調(diào)速對機械負(fù)載頻繁變化的電氣傳動系統(tǒng)進行調(diào)速。由于單級噴油螺桿式空氣壓縮機負(fù)載變化較大，壓力波動較大，間歇運行或加載/卸載控制運行時無法實現(xiàn)恒壓供氣。變頻器加入永磁變頻螺桿式空氣壓縮機調(diào)速，使壓縮空氣管網(wǎng)壓力更加穩(wěn)定，壓力曲線幾乎為直線。根據(jù)測試，加入變頻器后的恒壓供氣運行模式比加載/卸載運行模式節(jié)能率大大提高。

空氣壓縮機節(jié)能相對集中，新改造的永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機取代單級噴油螺桿空氣壓縮機。試驗后，永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機的節(jié)能率為20.59%。

4.結(jié)論：

目前，我國工礦企業(yè)運行大量單級噴油螺桿式空氣壓縮機。這種空氣壓縮機的電機運行效率和功率因素較低，大部分采用自動加卸控制，造成大量電能浪費。這種空氣壓縮機的供氣方式是波動供氣，給用戶供氣造成不穩(wěn)定。為了減少壓力波動，燃?xì)馄髽I(yè)增加了大量額外的儲氣罐，增加了設(shè)備和資金的投入。永磁變頻兩級螺桿式空氣壓縮機可完全取代單級噴油螺桿式空氣壓縮機。經(jīng)過多臺空氣壓縮機的測試分析，采用永磁變頻兩級螺桿式空氣壓縮機進行的空氣壓縮機系統(tǒng)節(jié)能改造可達20%~40%之間，空壓機用電量占改造前公司用電量的9%-18%，改造后下降到占全公司用電量的8%-10%左右，節(jié)能效果相當(dāng)明顯。因此，空氣壓縮機系統(tǒng)節(jié)能改造是一項非常有前途的技術(shù)改造。