[实用新型]一种新型节能空气压缩装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气动装置技术领域，具体涉及一种新型节能空气压缩装置。 

背景技术

空气压缩装置如空气压缩机（空压机）是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。在工业生产中有着及其广泛的应用，在各种行业中它担负着为工厂中所有气动元件，各种气动阀门提供气源的职责。因此，空气压缩装置运行状况的好坏直接影响工厂的生产工艺。空气压缩装置通常主要由压缩机、电动机、油分离器、冷却器等组成，空压机的的种类很多（主要分为螺杆式，活塞式，其中螺杆式应用最广），但其供气的控制方式都是采用加、卸载的方式。 

由于空压机不排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以，选型时只能按最大需求来确定电动机容量，造成空压机系统余量一般偏大。且大多数空压机是连续运行，由于一般空压机的电动机本身不能根据压力需求的变动来实现降速，使电动机输出功率与现场实际压力需求量相匹配，导致在用气量少的时候仍然要空载运行，造成巨大的电能浪费。频繁加卸载造成对电网的冲击，同时也造成机械的磨损加大，缩短机械寿命，气量无法保持恒压。同时当用气量不断变化时，供气压力不可避免产生波动，使用气精度达不到工艺要求，影响生产效率及产品品质。据统计，空压机占大型工业设备(风机、水泵、锅炉等)几乎所有的耗电量的15%，因此，空压机的节能改造势在必行。 

目前，对于空压机节能改造主要采用变频调速技术和变速箱调速技术，即当流量需要量减少时，就可以降低压缩机转速，从而较大幅度减小电动机的运行功率，实现节能的目的。然而采用变频调速技术和变速机构调速技术存在不足： 

变频调速方式不足： 

1、成本高，尤其是大功率高压变频器，所需IGBT等功率组件目前主要依赖进口，价格居高不下。 

2、由于变频器本身的有能耗，所以效率不高：变频器需采用PWM将50Hz交流电转换直流电，然后再逆变为不同频率的交流电，在两次变换中必然产生能耗和高次谐波。目前，高效变频器的基频效率为93-96%，谐波损失为3%，综合效率也就在90-93%。 

3、高次谐波干扰：变频器不可避免的高次谐波将对其接入的电网和电动机造成不利影响，国家电网明文要求，其输入端高次谐波不得高于其基频的5%。其输出端接电动机，会造成电动机绕组上的高压脉冲，破坏其绝缘，增加发热、振动和噪声。 

4、可靠性降低：变频器，特别是高压变频器本身的可靠性不算太高，对环境粉尘、静电、散热等要求高。变频电动机绕组受高压脉冲作用，绝缘易击穿，一般情况下，使用变频调速时，必须与变频电动机相匹配，否则寿命降低。 

变速机构调速方式不足： 

1、使用摩擦副传动方式（如CVT），虽然可实现无级变速但效率低、可靠性差，对使用扭矩大小有限制，使用功率不高，制作成本高。 

2、使用轴线齿轮传动方式（如AT、AMT），不能实现无级变速，速度变化范围小，且在速度变化时传动动力中断，速度切换机构复杂，综合效率不高。 

3、使用AT变速方式，不能实现无级变速，速度变化范围小，在变速时动力传递仍不能完全实现不中断，制作成本高。 

因此采用变速机构，无法同时解决好无级调速、功率大、变速动力不中断、效率高、制作成本低等问题，造成其使用范围受限制。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能耗低、安全可靠、成本低、使用范围广的新型节能空气压缩装置。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型节能空气压缩装置，包括压缩机、油分离器、冷却器和主电机，所述压缩机与所述油分离器连接，所述油分离器与所述冷却器相连，所述的主电机与所述的压缩机之间设置有行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构包括太阳轮、行星架和外齿圈，所述的太阳轮上设置有第一传动轴，所述的行星架上设置有第二传动轴，所述的外齿圈上设置有第三传动轴，所述的第一传动轴、所述的第二传动轴和所述的第三传动轴三个传动轴中的任意两个传动轴分别 与所述的主电机和所述的压缩机连接，所述的第一传动轴、所述的第二传动轴和所述的第三传动轴三个传动轴中的剩余的一个传动轴连接有辅电机。 

进一步的： 

所述压缩机优选为双螺杆压缩机、单螺杆压缩机、涡旋式压缩机、离心式压缩机中的一种。 

所述主电机优选为定速电机，所述的辅电机优选为调速电机。 

所述辅电机功率优选为所述主电机功率的1/8～1/3。