[发明专利]高效两级空气压缩机及其控制方法

说明书

本发明涉及空气压缩机领域，公开了一种高效两级空气压缩机，包括两个或三个一级压缩主机，以及一个二级压缩主机。一级压缩主机数量为三个时，两个一级压缩主机由一个一级电机驱动，另一个一级压缩主机和二级压缩主机由变频的二级电机驱动。启动该空气压缩机时，先启动二级电机，然后使二级电机在低频率运行，再启动一级电机，一级电机启动后二级电机的频率调整到工作运转频率，使得该空气压缩机的启动电流小。设两个或三个一级压缩主机，其最大排量也为现有技术的两倍或三倍；且使得该空气压缩机的排气量调整范围宽。

技术领域

本发明涉及空气压缩机领域，具体涉及一种高效两级空气压缩机及其控制方法。

背景技术

两级空气压缩机多为螺杆式，主要为单主机空压机和双主机空压机两种形式。

双主机空压机，由一个电机通过联轴器带动的一个大转子压缩主机作为一级压缩，另一个电机通过联轴器带动的一个小转子压缩主机作为二级压缩，一级压缩完成后排出的油气混合物进行油气分离和冷却后进行二级压缩，二级压缩经油气分离后，经冷却后流入压缩空气管网。其主要存在如下问题：1)采用两个主机、两个电机，成本高。2)因一级压缩完成后进行了冷却和除油，满载时能效高；但相应的，不满载时能效低，尤其是实际排气量低于额定排气量的 80％时。3)系统复杂、体积大。

单主机空压机，由一个电机通过联轴器带动一个两级螺杆主机；空气进入两级螺杆主机内进行压缩，压缩完成后将油气混合物排到油气分离桶进行油气分离，产生压缩空气和冷却润滑液；之后将分离出的冷却润滑液流入油冷却系统进行冷却后，再流入两级螺杆主机，而分离出的压缩空气经空气冷却系统冷却后流入压缩空气管网。虽然此种结构体积小，但还存在如下问题：1)因两级螺杆主机的机壳内有两对转子的腔体以及冷却腔体，结构复杂，制造要求高，导致两级螺杆主机导致成本高。2)因两级螺杆主机由一个电机带动，电机的额定电流大，对应的变频器功率也大，变频器的功率越大，成本越高。3)因一个电机需通过三个齿轮同时带动两对转子，因此启动扭力大。4)因电机的额定电流大，启动电流同比例增大。

发明内容

为了克服上述现有技术中双主机空压机和单主机空压机存在的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种高效两级空气压缩机，本发明的第二个目的是提供一种高效两级空气压缩机的控制方法。

为达到上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：高效两级空气压缩机，包括进气系统、一级压缩主机、二级压缩主机、一级电机和二级电机，一级压缩主机排出的一级压缩空气进入二级压缩主机内进行二次压缩成为二级压缩空气；进气系统为一级压缩主机供气，包括空气滤清器和进气阀；其特征在于，

二级压缩主机由二级电机驱动，二级电机为变频电机，二级电机的运转频率F2由一级压缩空气的压力P1决定；

一级压缩主机包括两个或三个一级压缩主机；

一级压缩主机的数量为两个时，其中一个一级压缩主机与一级电机连接由之驱动，另一个一级压缩主机由一级电机驱动或由二级电机驱动；

一级压缩主机的数量为三个时，其中两个一级压缩主机由一级电机驱动，另一个一级压缩主机由二级电机驱动。

上述技术方案中，一级压缩主机进行吸气压缩后，将一级压缩空气集中排到二级压缩主机中进行二级压缩后，排出的二级压缩空气输送至压缩空气管网中。二级电机为变频电机，使用时先启动二级电机，然后使二级电机在最低频率运行，比如5Hz，再启动一级电机，一级电机启动后二级电机的频率调整到工作运转频率，使得该空气压缩机的启动电流小。

一级压缩主机的数量为两个或三个，使得该空气压缩机有三个或四个压缩主机，相比现有技术，其最大排量也为现有技术的两倍或三倍。且当压缩空气管网要求该空气压缩机的排气量较长时间低于其中一个或两个一级压缩主机的满载排气量时，此时可使一个或两个一级压缩主机停止工作，从而降低功耗。因此使得该空气压缩机的排气量调整范围宽。