離心空壓機的原理是由葉輪帶動氣體做高速旋轉(zhuǎn)，使氣體產(chǎn)生離心力，由于氣體在葉輪里的擴壓流動，從而使氣體通過葉輪后的流速和壓力得到提高，連續(xù)地生產(chǎn)出壓縮空氣。

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離心空壓機主要由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成，轉(zhuǎn)子包括葉輪和軸，葉輪上有葉片，此外還有平衡盤和軸封的一部分。定子的主體是機殼(氣缸)，定子上還安排有擴壓器、彎道、回流器、迸氣管、 排氣管及部分軸封等。
離心空壓機的工作原理為，當葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，氣體隨著旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，氣體被甩到后面的擴壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時外界的新鮮氣體進入葉輪，葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體不斷地吸入并甩出，從而保持了氣體的連續(xù)流動。
離心式空壓機依靠動能的變化來提高氣體的壓力。當帶葉片的轉(zhuǎn)子(即工作輪)轉(zhuǎn)動時，葉片帶動氣體轉(zhuǎn)動，把功傳遞給氣體，使氣體獲得動能。
進入定子部分后，因定子的擴壓作用速度能量壓頭轉(zhuǎn)換成所需的壓力，速度降低，壓力升高，同時利用定子部分的導(dǎo)向作用進入下一級葉輪繼續(xù)升壓，最后由蝸殼排出。
對于每一臺壓縮機，為了達到設(shè)計需要壓力，每臺壓縮機都設(shè)有不同數(shù)量的級數(shù)和段數(shù)，甚至有幾個缸體組成。