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| 1、能耗分析
我们知道加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是低工作压力值，即能够保证用户正常工作的低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示：
Pmax＝(1＋δ)Pmin
δ是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。
而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足低工作压力上，即Pmin附近。
由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分：
a、 压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量
b、 在压力达到Pmin后，原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程中必将会向外界释放更多的热量，从而导致能量损失。另一方面，高于Pmin的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压至接近Pmin。这一过程同样是一个耗能过程。
2、卸载时调节方法不合理所消耗的能量
通常情况下，当压力达到Pmax时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。
关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功，但空压机在空转中还是要带动螺杆或者活塞做回转运动，据我们测算，空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%～15%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之，该空压机10%的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。
3、其它不足之处
（1）靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。
（2）频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。一般的工矿企业空压机一直都是全速运行,正常情况空压机设计时将这部分多余的能量通过溢压阀放掉了,溢压阀放的能量越多,那么浪费的电能就越多；新型的空压机虽已采用自动控制,当气压到达设定值时通过调节进气量来调整做功量,当到达设定值时关闭进气阀让电机空转,这样虽可节约一部分电能,但据我们实测,空转时的电流只是降?酱蜓故钡囊话氲缌鳎ㄈ缫惶?5KW空压机,打压时电流为100A到120A,空转时电流也有60A左右）,都存在电能的巨大浪费。
四、改造方案
空气压缩机恒压供气智能控制系统是由变频器、压力传感器、智能控制器控制单元、软件控制单元等组成。此控制系统根据压力传感器检测到的空压机出口的压力值，通过智能控制器进行计算，然后输出信号调整变频器输出频率，进而控制压缩机转速，在精确地控制空压机出口的压力的同时，延长压缩机系统的使用寿命，并大幅度地节约电能。
我们可以把管网压力作为控制对象，压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能仪表，与压力设定值P0作比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器VVVF，通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时，该方案可增加工频与变频切换功能，并保留原有的控制和保护系统，另外，采用该方案后，空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
图5 控制系统流程图
由于用气量的不断变化，气罐里的压力也会变化频繁。采用变频调速系统用调整电机转速的方法来调整压缩机的供气量。使气罐内的气压始终保持在理想的状态下，由于空压机基本上属于恒转矩负载，用变频调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。由于空压机在启动时，内部有少量的滞留气压，启动和加减速运行时要求变频器反应快速，因此，调节方式采用闭环自动调节，控制系统根据压力传感器检测到空压机出口的压力信号值，经过A/D模拟数字转换单元的信号转换后，通过智能控制器和变频器调整压缩机电机的转速，保证电机以功率输出。
空压机节电控制系统与空压机原控制系统互为备用，两套系统之间存在互锁关系，以确保空压机正常、安全运行。
五、节电原理
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，用变频调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。 如图2
我们采用具有矢量控制功能的富士变频器(或由用户指定品牌的变频器)，?墒沟缁诘退偈币材芴峁┞愀涸匦枰淖亍Ｍ保皇勘淦灯鞯淖远诘缒Ｊ剑墒沟缁诼愀涸刈匾笙乱宰钚〉缌髟诵校锏礁玫慕诘缧Ч?nbsp;
总之，采用空压机节电控制系统后，不但可节约15～35%的电力费用，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。
六、改造后性能
1、节约能源：
变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据压缩空气需求量来供给的压缩机工作是经济的运行状态，节省电费约15～35%之间。
2、运行成本降低：
传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低25%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。
3、提高压力控制精度：
变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。
4、延长压缩机的使用寿命：
变频器从0Hz起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到低程度。
5、降低了空压机的噪音：
根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。
6、系统稳定性能更强：
保存原软启动系统，本控制系统的变频-工频切换功能可以使变频控制系统发生故障时将压缩机电机切换到原软启动系统工频工作，以确保压缩机组可以正常工作。
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