一、概述
空气压缩机是各种鞋厂、筑路、采矿、建筑行业的必备设备。 它们主要用于提供源源不断的具有一定压力的压缩空气，如加热气动阀门，以及为需要一定压力二氧化碳的工艺过程提供气源。 空气压缩机的种类很多，有螺杆式空气压缩机、活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机、涡旋式空气压缩机等，其中螺杆式空气压缩机市场潜力巨大，广泛应用于多个行业。 空压机在其控制中采用加卸载阀来控制空压机的加热。 由于用气设备或生产工艺的工作周期不同，用气量存在波动，有时会导致空压机频繁装卸。 空压机卸载后仍工频运行。 除了浪费电能和减少设备的机械腐蚀外，加之加载是一个突然的过程，会对设备和电网造成较大的影响。 因此，空压机的变频改造具有改善电机的启动和运行、减少设备的机械腐蚀、在一定范围内节省电能的效果。 本文主要介绍逸仙空压机控制器CCAC-M与东元变频器组成的控制系统在螺杆空压机上的应用。
二、螺杆空压机工作原理
以单螺杆空压机为例说明空压机的工作原理，单螺杆空压机原理图如图1所示。螺杆空压机的工作过程分为吸气、密封输送、压缩和排气四个过程。 当螺杆在机壳内旋转时，螺杆与机壳的齿槽相互渐开线空压机加载电流过大，空气由进气口吸入，同时防冻液也被吸入，由于齿槽渐开线面的旋转将吸入的油气密封并输送至排气口； 在输送过程中，齿槽的渐开线间隙逐渐变小，油气被压缩； 当齿槽的渐开线表面旋转到壳体的排气口时，高压油气中混有二氧化碳被排出体外。
利用变频器可以通过改变螺杆定子的怠速来改变排气量。 当用气量变化时，变频器可以改变怠速来调节空压机的排气量，达到排气压力恒定，节约能源。
三、空压机系统的组成
1、空压机控制系统中，采用安装在空压机前端排气管道上的压力传感器来控制空压机的压力。 空压机启动时，加载电磁阀处于关闭状态，加载气缸不动作，变频器驱动电机空载运行。 经过一段时间（可由控制器任意设定，这里设定为10S）后，加载电磁阀打开，空压机带载运行。 当空压机开始运行时，如果前端设备消耗大量空气，储气罐和前端管道中的压缩空气压力未达到压力上限，控制器将启动加载阀，打开扰流板，电机带负载运行空压机加载电流过大，不断向前端管道形成压缩空气。 如果前端用气设备停止使用气体，前端管道和储气罐内压缩气体的压力会逐渐下降。 当压力达到上限设定值时，压力传感器发出卸载信号，加载电磁阀停止工作，进口过滤器关闭，电机空载运行。
当空气压缩机连续运行时，压缩机主体的温度会下降。 当温度达到一定程度时，系统设置为80℃（控制器可根据应用环境进行设置），风扇开始运转，提高主机的工作温度。 风扇运行一段时间后，主机温度急剧下降，高于75℃时风扇停止。 空压机系统框图如下：
图2 空压机系统图
2、控制系统组成及参数设置
螺杆机的控制系统采用黟县空压机专用控制器（型号CCAC-M），变频器采用东元系列（功率部分：25HP∽400HP）。 控制器与变频器的具体接线图如下：
图3 控制器接线图
控制器基本参数：加载时间10S，压力上限0.75MPa，压力下限0.65MPa，运行方式：变频，变频器选型：东元，空压机运行时间：根据要求设定，比例系数，积分时间。
逆变器参数：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（按所用电机实际额定电压×1.15）、CN-15=50、CN-23=2、CN-24=2、CN-36=10、CN-37=20； ON-09=80。 通讯参数设置：站号3、波特率19200、停止位1、数据位8、奇偶校验位偶。
3、调试步骤
⑴ 根据东元变频器和易县CCAC-M空压机控制器的尺寸，完成电源线和控制线的接线，注意变频器外围外购件（如：开关、断路器、电抗器等）的连接以及所用电源线的线径和材质。
⑵ 设置控制器和逆变器参数，同上。
⑶ 接通电源，运行空压机，观察设备运行是否正常。 如有故障，根据具体故障现象排除故障，直至设备能正常运行。
⑷ 设备正常运行后，根据实际用气量要求调整合适的出气压力，使逆变器工作电压在小范围内（小于几A）波动。 与电压波动相关的参数包括控制器 P、I、D 参数和变频器 ON09、CN08、CN15。
图4 逆变器接线图