空氣壓縮機(jī)是一種利用電動機(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)動工具所需的空氣動力，是一種量大面廣的動力用壓縮機(jī)。
空氣壓縮機(jī)之所以被廣泛使用，是因為它具有良好的性能和特點。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)、對人無害、沒有起火和觸電的危險，并且空氣到處都有，提取方便。使用空氣壓縮機(jī)作為動力的機(jī)械設(shè)備，雖然效率較低，但過載能力強(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)、過濾器、儲氣罐、管路、閥門和用氣設(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)的一個工作過程可分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣這四個過程。以螺桿式空氣壓縮機(jī)為例，當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入，同時也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送，在輸送過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)過油冷卻器冷卻再經(jīng)過油過濾器流回儲油罐，而空氣經(jīng)過氣冷卻器(空氣冷卻裝置)進(jìn)行冷卻從而進(jìn)入儲氣罐。
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、運(yùn)行、變頻/工頻切換及停止等動作。首先，空壓機(jī)進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載啟動。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動運(yùn)行后，如果后端設(shè)備用氣量較大，儲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，控制器發(fā)出壓縮機(jī)卸載信號，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)行過程中，壓縮機(jī)通常會根據(jù)不同的供氣需求和負(fù)載情況，適時地進(jìn)行變頻和工頻的轉(zhuǎn)換，來實時調(diào)節(jié)管路的壓力。調(diào)節(jié)過程為：首先通過壓力變送器測得的管網(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，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值，通過編程軟件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，從而實時調(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)備的用氣需求來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)整個回路的供氣壓力，在實時滿足用氣需求的同時，還顯著提高了壓縮機(jī)的使用壽命。
采用HOLLiAS LM PLC作為控制裝置的動力空壓機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能效果顯著，能夠為將壓縮空氣作為動力源的設(shè)備提供充足動力。
