空氣壓縮機有很多種類，不同種類的工作原理不同。 三種主要類型壓縮機的工作原理如下：
活塞式壓縮機屬於最早的壓縮機設計之一， 但它仍然是最通用和 非常高效的一種壓縮機。活塞式壓縮機通過連桿和曲軸使活塞在氣缸內向前運動。 如果 只用活塞的一側進行壓縮，則稱為單動式。 如果活塞的上、下兩側都用，則稱為雙動式。
活塞式壓縮機的用途非常廣泛。 它可以壓縮空氣，也可以壓縮氣體，幾乎不需要作任何改動。 活塞式壓縮機是唯一一種能夠將空氣和氣體壓縮至高壓，以適合 諸如呼吸空氣壓縮機 等用途的設計。 活塞式壓縮機的配置可包括從 適用於低壓/小容量用途的單缸配置，到能壓縮至非常高壓力的多級配置。 在多級壓縮機中， 空氣被分級壓縮，逐級增大壓力。
空氣壓縮機屬於容積式壓縮機，其活塞采用螺桿的形式; 這是現今使用的最主要壓縮機類型。 螺桿壓縮元件的主要部件是凸形轉子和凹形轉子， 這兩個轉子相互靠近移動，使它們之間及腔內的體積逐漸減小。 螺桿式的壓力比取決於螺桿的長度和 外形以及排氣口的形狀。 螺桿元件沒有裝備任何閥門，不存在產生不平衡的機械力。 因此可以在 高的軸速下工作，而且可以兼顧大流量和小的外部尺寸
滑片式壓縮機采用傳統的、已經得到驗證的技術， 以非常低的速度(1450rpm)直接進行驅動，具有無與倫比的的可靠性。 轉子是唯一連續運行的部件， 上面有若干個沿長度方向切割的槽， 其中插有可在油膜上滑動的滑片。
轉子在氣缸的定子中旋轉。在旋轉期間， 離心力將滑片從槽中甩出，形成一個個單獨的 壓縮室。旋轉使壓縮室的體積不斷減小，空氣壓力不斷增大。
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