节能型螺杆空气压缩机为什么能成为新一代

螺杆压缩机经过半个多世纪的开发应用，在技术上得到了很大的发展。其中又以喷油螺杆空气压缩机的应用发展最快、最广泛。在空气动力用的压缩机领域，作为同是容积式压缩机的螺杆空压机，其综合运行经济性已被事实证明，比习惯使用的往复式空压机来得更优越。 尽管如此， 作为越来越广泛使用的螺杆空压机，仍然消耗着大量的能源，仍是许多企业中的用电大户。 因此， 如何进一步改善螺杆机械的性能，特别是降低螺杆空压机的运行能耗，仍是当前研发的重大课题。螺杆空气压缩机的节能途径自从螺杆机械诞生，螺杆转子的型线， 经历了多次的改革。 随着计算机技术的发展，人们已能开发目前所认识的多种高效率的型线。世界上制造螺杆空压机的厂商，也都能使用所谓的第三代高效率的型线。同样，对整个螺杆空压机系统的研究和应用，也已大致类同。要在短期内，从螺杆机械上获取可观的节能则显得更为艰巨。同时，从能耗角度上讲，用户更关心的不是空压机轴功率的能耗比，而是输入功率的能耗比。为此，人们把节能的潜力关注在空压机的运行上。另一方面，根据美国能源部2002 年的调研报告，各国空压机使用的负载率几乎不可能超过90%(图 1)。因此，空压机要运行节能，除了满载时，输入的能耗比要低，而且在部分负载和无负载时也要节能。就此而言，对螺杆空压机的气量调节提出了更高的要求。通常调节螺杆空压机气量有三种方法：( 1)进气节流调节。( 2)改变转子有效长度调节。( 3)改变转子转速调节。从节能角度讲，改变转子转速调节是最有效的。为此，人们想到了变频电机，当然它比固定转速的其他调节方法要节能。但是，由于通常的变频电机在转速下降时，会引起电机功率因素和效率的下降，根据测试它比传统空压机在相同的功率下产气量会下降10%~15%。因此，它还不是最理想的驱动机。 而且， 通常的电机还不能频繁地启、停。在此，螺杆空压机要消耗 25%~30% 的空载功率。于是人们期待着一种新的驱动电机的出现。一种新的螺杆空压机变速驱动电机为了满足螺杆空压机运行中的节能，必须有一种高效率变转速的驱动电机。当空压机满负荷运行时， 电机能高效运行; 当空压机处于部分负载时，电机能随气量改变转速，并仍保持高的效率;当空压机不需要负载时，电机能无限制地启、停，将能耗降为零。这就是共同开发的一种 HPM 混合永磁电机。HPM 混合永磁电机同普通三相异步电机相比，在结构上有如下不同： 1) 电机定子的绕阻非整体式绕制， 而是分为8~12组镶装在电机的定子座里。 2) 电机转子的矽钢片上分别镶装着几条永磁铁(见图 2)。由于永磁铁的存在，使电机定子上的电磁线圈在定子和一排排永磁铁之间产生了强大的电磁力，磁通量被增加三倍，从而使同功率下电机的长度可缩短至 1/3。因此，电机的转子可省去支承，悬挂在任何被驱动的转子轴上。混合永磁电机同普通的三相变频电机相比，在性能上有如下的特点：( 1) 变速范围大。 在整个变速范围，电机的效率及功率因素几乎不变。( 2)电机可无限制地起、停。不会造成电机温升增高，电流增大。( 3)电机冷却效果和运行可靠性好。这是由于磁力强度的增大，使电机定子与转子之间的间隙增大了一倍，大大改善了冷却效果。英格索兰 NIRVANA 螺杆空气压缩机利用 HPM混合永磁电机来驱动喷油和无油螺杆空压机，开发了 NIRVANA 系列新一代节能型螺杆空压机。由于篇幅的限制，本文仅介绍 NIRVANA喷油螺杆空压机的特点。NIRVANA 喷油螺杆空压机同普通喷油螺杆空压机相比，驱动部分的结构被大大简化。使用 H P M 混合永磁电机的NIRVANA喷油螺杆空压机， 其电机的定子是用法兰同螺杆主机的机壳面联接，而电机的转子是悬挂在螺杆主动转子的轴上。因此，它省去了电机的轴承、 密封。 从整个传动装置上看，又省去了传统齿轮箱、齿轮以及联接的同心度要求。所以，除了机组传动效率高，还令用户高兴的是省去了日常麻烦的定期更换电机轴承润滑油脂的维护。你觉得新一代节能型螺杆空气压缩机怎么样？