一、空压机改造的意义
空压机在各厂矿企业中应用极广，特别是在石油、化工、动力等工业领域中已成为必不可少的关键设备，是许多工业部门工艺流程中的核心设备。提供自动化生产所需的压缩空气足够的供气压力，是生产流程顺畅之要素，瞬间的压降，即会影响产品品质。
通常用户通过空压站来给各车间供气，各车间用气量的多少是经常变动的，而且不同时间的用气量也是不相同的，因此供气不足或者供气过剩的情况时有发生。而用气和供气之间的不平衡集中地反映在供气的压力上，保持供气压力的恒定，可以使供气和用气之间保持平衡，从而提高供气质量，维持各车间的正常生产，保证产品质量。
空压机系统主要由压缩机、气筒、螺杆、加热器等构成，其中压缩机的动力-螺杆根据气筒温度和产品生产量的变化随时改变速度，维持最合适的速度。利用变频器驱动压缩机螺杆驱动系统克服了以往电源驱动方式中速度无法改变的缺点，体现了速度微调功能，提高了生产线的生产效率和产品质量，同时通过变频器的各种保护功能，避免了电机损伤。
二、原系统工况存在的问题
1、主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。
2、主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。
3、主电机工频频繁起动对设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。
4、经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力。
5、空压站共有九台空压机，由于整个厂用气量比较大，所以其中四台长期运行，四台根据用气量的大小进行开关，所以部分空压机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。
三、改造方案及系统框图
由变频器，压力变送器、PLC、电机组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使管网内空气压力保持在五个大气压左右，进行恒压控制。
管网内的压力值通过压力传感器反馈给 PLC，通过 PLC 在转换成模拟量信号反馈给变频器的反馈值输入端，通过变频器内部的 PID 与设定值进行比较运算，实时控制变频器的输出，从而调节电机转速，使管网内空气压力稳定在设定压力范围内。系统框图如下：
四、空压机变频改造的注意事项
1、空压机是大转动惯量负载，这种启动特点就很容易引起 V/F 控制方式的变频器在启动时出现跳过流保护的情况，因此选用具有高启动转矩的明电舍变频器VT230S，证即能实现恒压供气连续性，又保证设备可靠稳定的运行；
2、空压机不允许长时间在低频下运行，当空压机的转速过低，一方面将使空压机的工作稳定性变差，另一方面也使缸体的润滑变差，会加快磨损。所以工作的下限频率应不低于 30Hz；
3、为了有效滤除变频器输出电流中的高次谐波分量，减小因高次谐波引起的电磁干扰，选用输出交流电抗器，还可以减小电机运行噪音和温升，提高电动机的稳定性。还可以减小电机运行噪音和温升，提高电动机的稳定性。
五、系统主要功能
1、端子排和模拟量控制的简易的速度变化；
2、通过热保护、过载防止、过流保护等功能保护电机及变频器；
3、通过下限频率设定来限定电机的最低运行频率，保护空压机；
4、输出电流、电压、转矩、功率等简易确认；
5、系统中同时设计一个工频的旁路，以便在变频器出现故障或者检修时将空压机切换到工频运行，不至于影响正常的生产。
六、系统调试
调试工作分成两部分：
第一、先根据工艺要求、电机参数、负载特性预调变频器参数。空压机为英格索兰空压机，功率 160KW，选用明电舍 VT230S-160HA 变频器（含直流电抗器）及相应的输出交流电抗器。
第二、系统带载调试，其中包括开环与闭环控制两部分调试。在完成变频器设定参数调整及空载运行后，进行系统带载调试。调试的主要步骤：
1、 将变频器接入系统。
2、 进行工频旁路的运行。
3、 进行变频回路的运行，开环：此时主要观察变频器频率上升的情况，设备的运行声音是否正常，空压机的压力上升是否稳定并设定气压要求值时的模拟量给定值，设备开机、停机是否正常并设定相应的加减速时间。闭环：主要通过调节 PID 使变频器频率上升与下降的速度和空压机压力的升降相匹配，以保持管网压力恒定且不产生压力振荡，同时设定 PID 的上下限值。
七、空压机变频改造后的效益
1、控制品质大为提高，可使压缩空气的压力保持恒定；
2、节约能源，降低运行成本；
3、提高压力控制精度；
4、延长压缩机的使用寿命；
5、降低了空压机的噪音。
八、小结
本系统为中集远洋集团天津厂空压站的改造项目，现已投入使用，通过在使用过程中实测，空压机在使用变频调速后，各指标均已达到预期效果，运行情况良好，节能效果明显，节电率在 20%以上，不仅控制质量大为提高，可使压缩空气的压力始终保持恒定，而且大大的提升了使工厂的自动化水平，工厂感到十分满意。