一、概述
空氣壓縮機是各種鞋廠、筑路、采礦、建筑行業的必備設備。 它們主要用于提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣，如加熱氣動閥門，以及為需要一定壓力二氧化碳的工藝過程提供氣源。 空氣壓縮機的種類很多，有螺桿式空氣壓縮機、活塞式空氣壓縮機、離心式空氣壓縮機、渦旋式空氣壓縮機等，其中螺桿式空氣壓縮機市場潛力巨大，廣泛應用于多個行業。 空壓機在其控制中采用加卸載閥來控制空壓機的加熱。 由于用氣設備或生產工藝的工作周期不同，用氣量存在波動，有時會導致空壓機頻繁裝卸。 空壓機卸載后仍工頻運行。 除了浪費電能和減少設備的機械腐蝕外，加之加載是一個突然的過程，會對設備和電網造成較大的影響。 因此，空壓機的變頻改造具有改善電機的啟動和運行、減少設備的機械腐蝕、在一定范圍內節省電能的效果。 本文主要介紹逸仙空壓機控制器CCAC-M與東元變頻器組成的控制系統在螺桿空壓機上的應用。
二、螺桿空壓機工作原理
以單螺桿空壓機為例說明空壓機的工作原理，單螺桿空壓機原理圖如圖1所示。螺桿空壓機的工作過程分為吸氣、密封輸送、壓縮和排氣四個過程。 當螺桿在機殼內旋轉時，螺桿與機殼的齒槽相互漸開線空壓機加載電流過大，空氣由進氣口吸入，同時防凍液也被吸入，由于齒槽漸開線面的旋轉將吸入的油氣密封并輸送至排氣口； 在輸送過程中，齒槽的漸開線間隙逐漸變小，油氣被壓縮； 當齒槽的漸開線表面旋轉到殼體的排氣口時，高壓油氣中混有二氧化碳被排出體外。
利用變頻器可以通過改變螺桿定子的怠速來改變排氣量。 當用氣量變化時，變頻器可以改變怠速來調節空壓機的排氣量，達到排氣壓力恒定，節約能源。
三、空壓機系統的組成
1、空壓機控制系統中，采用安裝在空壓機前端排氣管道上的壓力傳感器來控制空壓機的壓力。 空壓機啟動時，加載電磁閥處于關閉狀態，加載氣缸不動作，變頻器驅動電機空載運行。 經過一段時間（可由控制器任意設定，這里設定為10S）后，加載電磁閥打開，空壓機帶載運行。 當空壓機開始運行時，如果前端設備消耗大量空氣，儲氣罐和前端管道中的壓縮空氣壓力未達到壓力上限，控制器將啟動加載閥，打開擾流板，電機帶負載運行空壓機加載電流過大，不斷向前端管道形成壓縮空氣。 如果前端用氣設備停止使用氣體，前端管道和儲氣罐內壓縮氣體的壓力會逐漸下降。 當壓力達到上限設定值時，壓力傳感器發出卸載信號，加載電磁閥停止工作，進口過濾器關閉，電機空載運行。
當空氣壓縮機連續運行時，壓縮機主體的溫度會下降。 當溫度達到一定程度時，系統設置為80℃（控制器可根據應用環境進行設置），風扇開始運轉，提高主機的工作溫度。 風扇運行一段時間后，主機溫度急劇下降，高于75℃時風扇停止。 空壓機系統框圖如下：
圖2 空壓機系統圖
2、控制系統組成及參數設置
螺桿機的控制系統采用黟縣空壓機專用控制器（型號CCAC-M），變頻器采用東元系列（功率部分：25HP∽400HP）。 控制器與變頻器的具體接線圖如下：
圖3 控制器接線圖
控制器基本參數：加載時間10S，壓力上限0.75MPa，壓力下限0.65MPa，運行方式：變頻，變頻器選型：東元，空壓機運行時間：根據要求設定，比例系數，積分時間。
逆變器參數：BN-01=20、BN-02=20、BN-05=101、BN-06=-6； SN-02=0F，SN-04=0100，SN-05=0010，SN-08=1111，SN-11=0100； SN30=0003、SN31=1101、CN-02=50、CN-07=1。 5、CN-08=14、CN-09=398（按所用電機實際額定電壓×1.15）、CN-15=50、CN-23=2、CN-24=2、CN-36=10、CN-37=20； ON-09=80。 通訊參數設置：站號3、波特率19200、停止位1、數據位8、奇偶校驗位偶。
3、調試步驟
⑴ 根據東元變頻器和易縣CCAC-M空壓機控制器的尺寸，完成電源線和控制線的接線，注意變頻器外圍外購件（如：開關、斷路器、電抗器等）的連接以及所用電源線的線徑和材質。
⑵ 設置控制器和逆變器參數，同上。
⑶ 接通電源，運行空壓機，觀察設備運行是否正常。 如有故障，根據具體故障現象排除故障，直至設備能正常運行。
⑷ 設備正常運行后，根據實際用氣量要求調整合適的出氣壓力，使逆變器工作電壓在小范圍內（小于幾A）波動。 與電壓波動相關的參數包括控制器 P、I、D 參數和變頻器 ON09、CN08、CN15。
圖4 逆變器接線圖