Principio de funcionamiento del compresor de aire eléctrico de tornillo

18 Abr 2025

¿Cuáles son los componentes principales de un compresor de aire eléctrico de tornillo y cómo colaboran para comprimir gas?

Los componentes básicos de un compresor de aire eléctrico de tornillo consisten en un par de rotores macho y hembra engranados, alojados dentro de una carcasa diseñada con precisión. El rotor macho, normalmente con 4 dientes, y el rotor hembra, normalmente con 6 dientes, giran en sentidos opuestos. A medida que giran, el espacio formado por los dientes del rotor y la pared de la carcasa cambia continuamente. Durante la fase de admisión, los espacios entre los dientes se conectan con la entrada de aire, permitiendo que el aire ambiente sea aspirado debido a la diferencia de presión creada por el volumen en expansión. A medida que los rotores siguen girando, este espacio cerrado disminuye de tamaño, comprimiendo el aire. El aceite lubricante desempeña un papel crucial, ya que proporciona lubricación, sella los espacios entre los rotores y la carcasa para evitar fugas de aire y ayuda a disipar el calor generado durante la compresión, garantizando la colaboración eficaz de todos los componentes.

¿Cómo acciona el motor eléctrico el proceso de compresión convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica?

El motor eléctrico actúa como fuente de energía del compresor de aire. Cuando se conecta a una fuente de alimentación eléctrica, una corriente eléctrica pasa por el bobinado del estator, generando un campo magnético giratorio. Según el principio de inducción electromagnética, este campo magnético induce una corriente eléctrica en el bobinado del rotor. La corriente inducida crea un campo magnético alrededor del rotor, que interactúa con el campo magnético del estator, haciendo que el rotor gire. Esta rotación convierte la energía eléctrica en energía mecánica. El eje de salida del motor está conectado al rotor macho del compresor, ya sea directamente mediante un acoplamiento o indirectamente a través de un sistema de transmisión por correa. La fuerza de rotación del motor se transfiere entonces a los rotores, impulsándolos a girar y realizar el trabajo de compresión del aire.

¿Cuáles son las principales etapas de la compresión de gas y los correspondientes cambios de estado en un compresor de aire eléctrico de tornillo?

El proceso de compresión de gas en un compresor de aire eléctrico de tornillo consta de tres etapas principales: aspiración, compresión y descarga. En la etapa de succión, a medida que los dientes del rotor se separan, el volumen de los espacios entre los dientes aumenta, creando un vacío parcial. La presión atmosférica introduce aire en estos espacios a través del orificio de admisión. A medida que los rotores continúan girando, comienza la etapa de compresión. La disminución del volumen de los espacios entre los dientes comprime el aire, haciendo que su presión y temperatura aumenten considerablemente. El aceite lubricante inyectado en la cámara de compresión ayuda a enfriar el aire y a reducir el trabajo de compresión. Una vez que el aire alcanza la presión de descarga preestablecida, se inicia la etapa de descarga. El aire comprimido se expulsa del compresor a través del puerto de descarga al depósito de almacenamiento de aire o al sistema de tuberías. Durante el proceso de descarga, el aire puede experimentar un ligero descenso de presión y temperatura debido a la disipación de calor en la tubería.

¿Cuáles son las ventajas del principio de funcionamiento de los compresores eléctricos de tornillo en comparación con otros tipos de compresores?

En comparación con los compresores de aire alternativos tradicionales y algunos otros tipos, los compresores de aire de tornillo eléctricos ofrecen varias ventajas relacionadas con la eficiencia. En primer lugar, la rotación continua de los rotores de tornillo permite un proceso de compresión suave e ininterrumpido, reduciendo las vibraciones mecánicas y las pérdidas por fricción asociadas al movimiento alternativo de los pistones. Esto se traduce en una mayor eficiencia mecánica. En segundo lugar, el diseño de los rotores de tornillo permite un control más preciso de la relación de compresión, optimizando el proceso de compresión y reduciendo el consumo de energía. En tercer lugar, los compresores de tornillo eléctricos modernos suelen incorporar variadores de frecuencia (VFD). Estos accionamientos pueden ajustar la velocidad de giro del motor en función de la demanda real de aire, garantizando que el compresor funcione con un nivel de eficiencia óptimo incluso en condiciones de carga variables. Además, el uso de aceite lubricante para el sellado y la refrigeración en los compresores de tornillo minimiza las fugas de aire y las pérdidas de energía relacionadas con el calor, mejorando aún más la eficiencia global.

Conclusión

El principio de funcionamiento de los compresores de aire eléctricos de tornillo se basa en la operación coordinada de componentes clave, con el motor eléctrico proporcionando la potencia necesaria para impulsar el proceso de compresión. A través de las etapas de succión, compresión y descarga, el aire se comprime eficazmente. En comparación con otros tipos de compresores de aire, el diseño único y las características operativas de los compresores de aire eléctricos de tornillo, como la rotación continua, el control preciso de la relación de compresión, y la tecnología de accionamiento de frecuencia variable, los dotan de una mayor eficiencia, capacidad de ahorro de energía y fiabilidad. Estas características hacen que los compresores de aire eléctricos de tornillo sean ampliamente utilizados en diversos campos industriales, desde plantas de fabricación hasta obras de construcción, donde es esencial un suministro estable y eficiente de aire comprimido.