MDS數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機組與變頻多聯(lián)機技術

1、數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機組MDS060/080/100A（R）數(shù)碼變?nèi)萘肯到y(tǒng)連接示意圖數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機組 一臺室外機最多可連接16臺室內(nèi)機 室內(nèi)機容量按需配置(50-130%) 室外機可模塊化組合，最大可做到30HP 室內(nèi)機最大容量可達到室外機的130%數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)制冷系統(tǒng)原理圖汽液分離器數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)原理-變?nèi)輽C構 數(shù)碼變?nèi)轀u旋壓縮機動渦盤（黃）定渦盤（棕）數(shù)碼變?nèi)萘繅嚎s機變?nèi)菰?卸載卸載1.PWM閥通電2.閥門開啟 3.定渦盤上移4.兩渦盤分離5.實現(xiàn)卸載 空載吸氣壓力吸氣壓力移動腔放汽孔數(shù)碼變?nèi)萘繅嚎s機變?nèi)菘刂圃?卸載卸載通過提升通過提升靜渦靜渦旋旋盤來實現(xiàn)盤來實現(xiàn)電磁閥通過排氣壓力電磁閥

2、通過排氣壓力使渦旋盤在使渦旋盤在軸向分軸向分離離不不論負載論負載或卸或卸載，電機載，電機始終運行始終運行卸載時功耗很小卸載時功耗很小（10%10%）浮動密封浮動密封上渦旋盤上渦旋盤 ( (靜盤靜盤) )下渦旋盤下渦旋盤 ( (動盤動盤) )系系 統(tǒng)統(tǒng) 電電 控控 數(shù)碼變?nèi)萘繅嚎s機工作原理 上上載載1.PWM閥斷電2.閥門關閉3.定渦盤下移4.兩渦盤貼緊5.實現(xiàn)上載數(shù)碼變?nèi)萘繅嚎s機工作原理 可變的容量輸出由上載時間的之和決定可變的容量輸出由上載時間的之和決定不同的上載時間產(chǎn)生了連續(xù)的容量調(diào)不同的上載時間產(chǎn)生了連續(xù)的容量調(diào)節(jié)節(jié)一個控制周期一個控制周期= =一次卸載時長一次卸載時長+ +一次上一次上

3、載時長載時長脈寬周期為脈寬周期為2020秒秒通過控制卸載與負載時間的比例來達通過控制卸載與負載時間的比例來達到不同的能力輸出到不同的能力輸出10%冷量輸出50%冷量輸出100%冷量輸出上載時長數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機組變?nèi)莶考?電子膨脹閥 原理原理 脈沖電壓輸出至線圈，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動閥針上下移動，改變閥口開啟大小 特點特點 調(diào)節(jié)范圍大 動作迅速 調(diào)節(jié)精細 動作穩(wěn)定數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機變?nèi)輰崿F(xiàn)T1室內(nèi)機 #1DF 1T2室內(nèi)機 #2DF 2EXV n開度kWin* DF n除以kWO外機輸出%閥脈沖寬度數(shù)碼壓機變?nèi)萘枯敵鱿到y(tǒng)變?nèi)萘枯敵鲎ⅲ鹤ⅲ篢：=Tr Ts (制冷）DF：需求系數(shù) %kW:額定

4、容量 i室內(nèi)機 o室外機數(shù)碼來由-0(卸載)與1(上載)的組合渦旋間渦旋間分分離離1 1亳米亳米上載上載 (1)滿負荷滿負荷 缷缷載載 (0）零零負荷負荷變?nèi)萘肯到y(tǒng)與傳統(tǒng)定容系統(tǒng)的對比4:008:0012:0016:0020:0024:004:00起居室（起居室（2.5HP）主臥室主臥室 (1.5HP)副臥室副臥室 (1.0HP)多聯(lián)機多聯(lián)機3 3臺臺“一拖一一拖一”空調(diào)總功空調(diào)總功率為率為5 5匹匹1 1臺多聯(lián)機總功臺多聯(lián)機總功率為率為3 34 4匹匹一天時刻一天時刻與傳統(tǒng)定容系統(tǒng)的對比-20-10010203040 無法滿足制熱負荷要求 無法滿足制冷負荷要求環(huán)境溫度環(huán)境溫度 ( (o o

5、C) C)制熱模式制冷模式定速壓縮機容量輸出壓縮機 開/停(非節(jié)能狀態(tài))容量容量傳統(tǒng)定容系統(tǒng)無法滿足變負荷要求傳統(tǒng)定容系統(tǒng)無法滿足變負荷要求變?nèi)萘肯到y(tǒng)與傳統(tǒng)定容系統(tǒng)的對比容量容量-20-10010203040 容量跟隨負荷變化容量跟隨負荷變化 節(jié)能節(jié)能 舒適性高舒適性高 更大的制熱量更大的制熱量環(huán)境溫度環(huán)境溫度 (o C) 制熱模式制熱模式制冷模式制冷模式變?nèi)輭嚎s機容量輸出變?nèi)輭嚎s機容量輸出變?nèi)萘肯到y(tǒng)可以滿足變負荷要求變?nèi)萘肯到y(tǒng)可以滿足變負荷要求變?nèi)萘肯到y(tǒng)與變頻多聯(lián)機組的對比 無變頻控制器件的電能消耗 低蒸發(fā)溫度下制冷量大 更好的除濕性能（蒸發(fā)溫度低）變頻多聯(lián)機組存在的問題 回油問題（低負荷不

6、能回油） 電磁干擾問題（會產(chǎn)生電磁波對電子設備產(chǎn)生干擾） 50-130%的冷量輸出范圍不夠用 需昂貴的變頻器和電控系統(tǒng) 需復雜的旁通管路（低負荷下需要隔一段時間進行回油操作） 不容易維修數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻多聯(lián)典型的變頻系統(tǒng)典型的變頻系統(tǒng)數(shù)碼系統(tǒng)數(shù)碼系統(tǒng)容量調(diào)節(jié)范圍容量調(diào)節(jié)范圍46%100%10%100%容量調(diào)節(jié)平滑性容量調(diào)節(jié)平滑性分級，階梯狀無級容量調(diào)節(jié)原理容量調(diào)節(jié)原理升頻降頻改變壓機轉(zhuǎn)速改變卸載上載時間比例容量調(diào)節(jié)即時性容量調(diào)節(jié)即時性需通過中間頻率，存在滯后即時，不存在滯后控制簡單可靠性控制簡單可靠性控制復雜、可靠性較差控制簡單可靠節(jié)能性節(jié)能性節(jié)能節(jié)能性更優(yōu)數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻

7、多聯(lián)典型的變頻系統(tǒng)典型的變頻系統(tǒng)數(shù)碼系統(tǒng)數(shù)碼系統(tǒng)微處理器微處理器多個單個電磁閥電磁閥多個單個熱汽旁通系統(tǒng)熱汽旁通系統(tǒng)需要不需要液體旁通系統(tǒng)液體旁通系統(tǒng)需要不需要油分離器油分離器需要不需要電磁抑制電磁抑制需要不需要數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻多聯(lián) 能量調(diào)節(jié)范圍寬：能量調(diào)節(jié)范圍寬： 10%-100%10%-100%無級連續(xù)可調(diào)無級連續(xù)可調(diào) 通過調(diào)節(jié)上載與卸載的時間比例，可以達到通過調(diào)節(jié)上載與卸載的時間比例，可以達到真正的無級能量調(diào)節(jié)真正的無級能量調(diào)節(jié)數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻多聯(lián) 控制系統(tǒng)簡單只需簡單的電子控制只需簡單的電子控制數(shù)碼多聯(lián)系統(tǒng)數(shù)碼多聯(lián)系統(tǒng)變頻系統(tǒng)變頻系統(tǒng)數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻多聯(lián)

8、無電磁兼容問題無電磁干擾。具更好的電磁兼容性不會對電網(wǎng)和家用電器產(chǎn)生干擾可用于通訊機房等精密場所，適用性更廣數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻多聯(lián) 電磁干擾比較數(shù)碼變?nèi)輸?shù)碼變?nèi)菹迪到y(tǒng)統(tǒng)變頻變頻系系統(tǒng)統(tǒng) 有關規(guī)有關規(guī)定定1 1 9 9 thth1 1 7 7 thth1 1 3 3 thth1 1 1 1 thth7 7 thth5 5 thth0 01 12 23 34 45 5安培安培 ( (A) A) 1 1 9 91 1 7 71 1 3 31 1 1 17 75 5E EM MW W數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián) VS 變頻多聯(lián) 可靠的回油 低負荷時無需擔心回油問題 帶出的油量很少 循環(huán)周期中上載狀態(tài)時間很短

9、（由0到1變化所用時間） 卸載時，無質(zhì)量流速，也無油泵出 無需油分離器或定期的回油問題油分離器數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機內(nèi)外機聯(lián)接示意室外機室外機汽管汽管液管液管室內(nèi)機（共室內(nèi)機（共4 4臺）臺）分歧管分歧管電子膨脹閥電子膨脹閥節(jié)流機構 節(jié)流機構的作用節(jié)流機構的作用1、 節(jié)流降壓 ：降低制冷劑的壓力和蒸發(fā)溫度2、 調(diào)節(jié)流量：負荷變化時改變制冷劑流量 3、 控制過熱度：使蒸發(fā)器出口保持適當?shù)倪^熱度 4、 控制蒸發(fā)液位：控制蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液體的液位 節(jié)流機構的型式節(jié)流機構的型式1、手動節(jié)流閥2、孔板3、熱力膨脹閥 4、浮球+主節(jié)流閥 5、電子膨脹閥 （1）過熱度控制 （2）液位控制 工作原理工作原理1、手動

10、節(jié)流閥與截止閥的區(qū)別：（1）閥桿采用細牙螺紋 （2）閥芯為針型或具有V形缺口的錐體 2、孔板 最新的孔板節(jié)流機構采用雙孔板型式高壓液體飽和液體濕蒸汽（高壓液體）（近飽和液體）（濕蒸汽）孔板按滿負荷設計：過冷液體飽和液體濕蒸汽低于滿負荷時：過冷液體（但冷凝壓力降低）近飽和液 體濕蒸汽一級節(jié)流二級節(jié)流二級節(jié)流一級節(jié)流hlgp部分負荷滿負荷部分負荷情況下冷凝壓力下降（冷凝面積沒變，環(huán)境溫度或冷凝水溫降低），一級節(jié)流流量減少壓力降低，故而進入兩相區(qū)，由于閃發(fā)氣體的產(chǎn)生導致二級節(jié)流阻力增大流量進一步減少，使供液量和負荷要求相符，因此兩級節(jié)流孔板具有調(diào)節(jié)負荷變化的能力，但調(diào)節(jié)能力僅在20%以內(nèi)。3、熱力膨

11、脹閥熱力膨脹閥結構控制液位4、電子膨脹閥制冷系統(tǒng)原理圖壓縮機M控制器冷凝器電子膨脹閥蒸發(fā)器 電子膨脹閥的特點電子膨脹閥的特點全封閉設計步進電機驅(qū)動極短時間內(nèi)從全關到全開高可靠性極長壽命完全關閉功能可省去電磁閥流量變化呈線性兩種閥可覆蓋寬廣的冷量范圍 連續(xù)的冷量調(diào)節(jié)，在制冷回路中無液錘現(xiàn)象電機與閥合為一體，可靠性高陶瓷材料的閥板和閥口部件耐磨損平衡閥口設計耐腐蝕的不銹鋼閥體直通形式適用于所有CFCs,HCFCs和HFCs 電子膨脹閥控制系統(tǒng)組成電子膨脹閥控制系統(tǒng)組成 傳感器：可采集多點溫度或壓力信號控制器：對采集的信號進行處理并給出調(diào)節(jié)方式信號驅(qū)動板：對調(diào)節(jié)信號放大并轉(zhuǎn)換成驅(qū)動信息膨脹閥：執(zhí)行驅(qū)

12、動信息的動作 電子膨脹閥與熱力膨脹閥的比較電子膨脹閥與熱力膨脹閥的比較 1 調(diào)節(jié)范圍調(diào)節(jié)范圍 熱泵機組既要制冷,又兼顧制熱,環(huán)境溫度從- 15 + 43 , 蒸發(fā)溫度將在- 25 5 范圍內(nèi)工作。制冷回路中有多臺壓縮機時,隨負荷的變化,運行的壓縮機數(shù)量相應變化,制冷劑流量會劇烈變化。單個熱力膨脹閥無法勝任。所以，眾多的大型熱泵機組都采用單回路配備單臺壓縮機的設計系,且制冷模式與制熱模式獨立設置膨脹閥,將增加系統(tǒng)的復雜性和制造成本。電子膨脹閥可在15 %100 %的范圍內(nèi)進行精確的調(diào)節(jié),單個的電子膨脹閥即可滿足熱泵機組在上述工況情況下的調(diào)節(jié)。且調(diào)節(jié)范圍可根據(jù)不同產(chǎn)品的特性進行設定,增加了靈活性。

13、2 過熱度的控制過熱度的控制過熱度的控制點:熱力膨脹閥而言,只控制蒸發(fā)器出口的過熱度。電子膨脹閥在半封閉及全封閉壓縮機系統(tǒng)中,控制點可設在蒸發(fā)器進、出口、壓縮機吸氣口,即可控制壓縮機的吸氣過熱度,以保證壓縮機的效率。 過熱度的設定值:熱力膨脹閥,過熱度設定值為28 可 調(diào)，但僅一個溫度值。電子膨脹閥的過熱度可人為設定多值,如蒸發(fā)器出口過熱度設為6 ,壓縮機吸氣過熱度則可設定為15 ,十分靈活。 非標準工況下過熱度控制的穩(wěn)定性:熱力膨脹閥的過熱度設 定值均為標準工況下的設置,而由于充注工質(zhì)的特性原因,當系統(tǒng)偏離標準工況時,其過熱度往往會隨著冷凝壓力等的變化而偏離設定值,這不僅會造成系統(tǒng)效率的下降

14、,而且會引起系統(tǒng)的波動性。靜態(tài)過熱度變化靜態(tài)過熱度變化 電子膨脹閥的過熱度是通過控制器人為設定的,系統(tǒng)的實際過熱度是由傳感器采集控制點的參數(shù)進行計算得到的,所以不產(chǎn)生此類問題。系統(tǒng)調(diào)節(jié)的智能性:熱力膨脹閥對于過熱度的控制是基于目前控制點的狀態(tài),由充注工質(zhì)的特性所決定,它無法對系統(tǒng)的變化趨勢作出判斷。電子膨脹閥的控制邏輯，采用智能控制系統(tǒng),它不僅可以對系統(tǒng)目前的狀態(tài)進行調(diào)節(jié),而且可根據(jù)過熱度的變化率等參數(shù)對系統(tǒng)的特性進行判別,針對不同的系統(tǒng)變化趨勢采用相應的控制手段。因此其對于系統(tǒng)變化的反應速度和針對性較之熱力的膨脹閥優(yōu)越。3 反應速度反應速度 熱力膨脹閥的驅(qū)動是利用了充注工質(zhì)的熱力特性,因此,

15、其開閉性具有以下特點:(1) 反應的靈敏性和開閉動作的速度較慢。(2) 一般而言,熱力膨脹閥的開啟與關閉的速度相對一致 (3) 在機組啟動過程,存在靜態(tài)過熱度。熱力膨脹閥的過熱度(SH) 由靜態(tài)過熱度(SS)和開啟過熱度(OS) 組成,由于靜態(tài)過熱度的存在,會產(chǎn)生在啟動過程中膨脹閥開啟的延遲傾向。（熱力膨脹閥過熱度）SH = （靜態(tài)過熱度）SS + （開啟過熱度）OS靜態(tài)值（調(diào)定開啟度）感覺回汽過熱開啟度負荷在20%變化范圍內(nèi)開啟度的變化電子膨脹閥的驅(qū)動方式是控制器通過對傳感器采集得到的參數(shù)進行計算,向驅(qū)動板發(fā)出調(diào)節(jié)指令,由驅(qū)動板向電子膨脹閥輸出電信號,驅(qū)電子膨脹閥的動作,電子膨脹閥從全閉到全

16、開狀態(tài)其用時僅需幾秒鐘,反應和動作速度快,不存在靜態(tài)過熱度現(xiàn)象,且開閉特性和速度均可人為設定,尤其適合于工況波動劇烈的熱泵機組的使用。4 控制功能的多樣性控制功能的多樣性 為防止機組在初始啟動時,蒸發(fā)側(cè)的制冷劑壓力和流量過大,引起壓縮機過載,一般熱力膨脹閥均設有MOP 功能,即蒸發(fā)壓力只有在低于設定值時,膨脹閥才打開。但其功能與電子膨脹閥相比,仍顯得較為單調(diào)。電子膨脹閥在結構上可視作為節(jié)流機構與電磁閥的有機結合,且通過控制器進行調(diào)節(jié),因此根據(jù)不同的產(chǎn)品特性,在機組啟動、負載變化、除霜、停機以及故障保護等情況下體現(xiàn)出其控制功能上的多樣性和優(yōu)越性。例如:電子膨脹閥對制冷劑流量的調(diào)節(jié)除了可以控制蒸發(fā)

17、器外,還可以用來調(diào)節(jié)冷凝器。當蒸發(fā)工況允許的情況下,若冷凝壓力過高,可以適當關閉膨脹閥,減少系統(tǒng)中制冷劑的流量,降低冷凝器負荷,從而降低冷凝壓力,實現(xiàn)機組的高效和可靠運行。5 設計理念的突破設計理念的突破 在傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)設計過程中,由于熱力膨脹閥的功能和性能上的的限制,往往出現(xiàn)系統(tǒng)在匹配設計時在某種程度上不得不屈從于熱力膨脹閥的現(xiàn)象。而電子膨脹閥的采用使得這種設計理念得以突破,人們可以根據(jù)系統(tǒng)的特性要求對膨脹閥的控制方式和控制邏輯進行人為設定,使其真正達到部件屈從于系統(tǒng)的目的。 電子膨脹閥作為一種新型的控制元件,早已經(jīng)突破了節(jié)流機構的概念,它是制冷系統(tǒng)智能化的重要環(huán)節(jié),也是制冷系統(tǒng)優(yōu)化得以真

18、正實現(xiàn)的重要手段和保證,也是制冷系統(tǒng)機電一體的象征,已經(jīng)被應用在越來越多的領域中。由于電子膨脹閥的采用,突破了以前在空調(diào)機組設計過程中存在的某種系統(tǒng)屈從熱力膨脹閥的觀念,進入膨脹閥為系統(tǒng)優(yōu)化服務的新境界,對于制冷行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。 電子膨脹閥控制液位M液位控制器冷凝器電子膨脹閥蒸發(fā)器壓縮機液位傳感器 液位控制系統(tǒng)由電子膨脹閥、液位傳感器、液位控制器組成。當蒸發(fā)器內(nèi)的液面上下變化時，蒸發(fā)器內(nèi)的液位傳感器將液位變動的比例關系用4-20mA信號傳給液位控制器, 液位控制器將信號處理后，隨后輸出指令作用于電子膨脹主閥的步進電機，使其開度增大、減小，以保持制冷劑液位在限定的范圍內(nèi)。電子膨脹閥的步

19、進電機是根據(jù)制冷劑液位變化實時輸出變化的動力，這個實時輸出變化的動力能及時克服各種工況和各種負荷情況下主膨脹閥變化的彈簧力，使閥的開度滿足蒸發(fā)器供液量的需求，進而蒸發(fā)器的供液量能實時與蒸發(fā)負荷相匹配，即電子膨脹閥可通過控制器人為設定，有效的控制蒸發(fā)液位。選用電子膨脹閥液位控制，機組無論在標準工況下、變工況、滿負荷、變負荷運行均維持較高的COP值水平。電子膨脹閥液位控制一般應用在吸氣過熱度低于2的制冷裝置，而熱力膨脹閥吸氣過熱度一般應用在吸氣過熱度5左右的制冷裝置，因此前者比后者更能有效的利用蒸發(fā)面積，提高蒸發(fā)負荷，獲取更高的COP值。渦旋式制冷壓縮機渦旋式制冷壓縮機 蝸旋式壓縮機屬容積式，由固

20、定蝸盤和蝸旋式壓縮機屬容積式，由固定蝸盤和旋轉(zhuǎn)蝸盤構成壓縮工作氣腔。旋轉(zhuǎn)蝸盤構成壓縮工作氣腔。1.1.工作原理工作原理2.2.工作過程工作過程3.3.結構組成結構組成4.4.特點：特點：結構簡單，零部件少，體積小，重量輕。結構簡單，零部件少，體積小，重量輕。無吸、排氣閥，易損部件少。無吸、排氣閥，易損部件少。泄漏少，無余隙，容積效率高。泄漏少，無余隙，容積效率高。運行平穩(wěn)，噪聲低，振動小，壓縮機效率高。運行平穩(wěn)，噪聲低，振動小，壓縮機效率高。加工精度高。加工精度高。5.5.應用：應用：廣泛應用于中小制冷量的空調(diào)機組、廣泛應用于中小制冷量的空調(diào)機組、 冷水機組、熱泵機組冷水機組、熱泵機組 變頻技

21、術變頻技術發(fā)展變頻技術的背景1、大功率直流電機電壓降和損耗大（換向器和電刷制造困難使電壓不能超過1千伏，所以額定電流很大又使供電壓降和損耗很大）。2、能源短缺（節(jié)能）。3、特殊場所高速電機的要求，需要用調(diào)速方法解決。4、電子技術的發(fā)展。變頻調(diào)速的原理變頻器由主電路（包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器）和控制回路組成 （1）整流器，把三相交流電源整流成直流。（2）逆變器，作用與整流器相反，是將直流電逆變?yōu)殡妷汉皖l率可變的交流電，實現(xiàn)交流電機變頻調(diào)速。 （3）控制電路，由運算電路、檢測電路、驅(qū)動電路、保護 電路等組成，均采用大規(guī)模集成電路。 采用變頻調(diào)速技術的目的及其效益 （l）節(jié)約電能，風機和泵類

22、機械的節(jié)電效果為最顯著，全國風機水泵用電約占工業(yè)用電量的4050，可見節(jié)能潛力很大。推廣電動機變頻調(diào)速技術可替代檔板或閥門調(diào)節(jié)風量流量；造成浪費大量電能的不合理現(xiàn)象。 （2）提高生產(chǎn)率，利用變頻調(diào)速技術，可以實現(xiàn)提高生產(chǎn)率的多種措施。諸如保證加工工藝中的最佳轉(zhuǎn)速；選擇適應負載不同工況的最佳轉(zhuǎn)速；利用低速，實現(xiàn)高精度準確停車，縮短生產(chǎn)過程中間歇時間等。 （3）提高產(chǎn)品質(zhì)量，選擇加工對象的最佳速度；運輸帶生產(chǎn)機械可達到平滑的加、減速；造紙、塑料生產(chǎn)機械可滿足高精度的轉(zhuǎn)矩控制等。完全可以達到甚至超過直流電動機系統(tǒng)的性能指標。 （4）適應和改善工作環(huán)境，變頻調(diào)速裝置能用在有爆炸性的氣體和可燃性溶劑的生

23、產(chǎn)設備；用在有腐蝕性和戶外潮濕的工作環(huán)境；大大減少環(huán)境的機械噪聲。 調(diào)頻和調(diào)壓的必要性1、調(diào)頻 三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為: n = n1 (1-s)=60f(1-s)/p (1) 式中: n 電機的轉(zhuǎn)速，r/min ；n1 同步轉(zhuǎn)速，r/min ；p 磁極對數(shù)； s 轉(zhuǎn)差率，% ；f 頻率，Hz 通過改變極對數(shù)、轉(zhuǎn)差率和頻率的方法實現(xiàn)對異步電機的調(diào)速。 前兩種方法轉(zhuǎn)差損耗大，效率低，對電機特性都有一定的局限性。 變頻調(diào)速是通過改變定子電源頻率來改變同步頻率實現(xiàn)電機調(diào)速的，具有高效、調(diào)速范圍寬(10%100%)和精度高等性能，節(jié)電效果20%30%。 2、調(diào)壓、調(diào)壓 由異步電機的電勢公式可知，外

24、加電壓近似與頻率和磁通乘積成正比，即： UE=C1f （2） C1為常數(shù)，因此有： E/fU/f （3） 若外加電壓不變，則磁通隨頻率而改變，如頻率f下降，磁通會增加，造成磁路過飽和，勵磁電流增加，功率因數(shù)下降，鐵心和線圈過熱，顯然這是不允許的。為此，要在降頻的同時還要降壓，這就要求頻率與電壓協(xié)調(diào)控制。此外，在許多場合，為了保持在調(diào)速時，電機產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩不變，需要維持磁通不變，這可由頻率和電壓協(xié)調(diào)控制來實現(xiàn)，故稱為可變頻率可變電壓調(diào)速(VVVF)，簡稱變頻調(diào)速。 風冷變頻制冷系統(tǒng)運行能耗分析風冷變頻制冷系統(tǒng)運行能耗分析 1、節(jié)能分析 N0 設計工況下電機的功率(kW) ;n0 設計工況下電機的

25、轉(zhuǎn)速(r/min) ;N1 電機的實際功率(kW) ;n1 電機的實際轉(zhuǎn)速(r/min) .電機功率與電機轉(zhuǎn)速的關系為：電機輸入功率的變化率是轉(zhuǎn)速變化率的三次方，只要轉(zhuǎn)速變小，輸入功率就能很快變化到某個較小的數(shù)值，從而取得較明顯的節(jié)能效果。具體體現(xiàn)：開停機頻繁所帶來的損失; 制冷系統(tǒng)滿負荷工作使蒸發(fā)溫度降低所帶來的損失；部分負荷情況下壓縮機輸出的冷量和要求一致，由于兩器較大可提高蒸發(fā)溫度、降低冷凝溫度。實驗曲線實驗曲線1、壓縮機耗功與頻率基本呈線性關系，隨著運行頻率的升高，壓縮機輸入功率不斷增大，但是在30Hz 以下，壓縮機功率隨頻率的變化趨于平緩，隨著頻率的降低而變化得較小，這是由于電機效率

26、的降低以及壓縮機摩擦功耗占據(jù)壓縮機功耗的主要部分，此時制冷量較小，節(jié)能效果不明顯，所以設定壓縮機運轉(zhuǎn)頻率的下限為30Hz。2、隨著頻率的增加，制冷量的變化規(guī)律是非線性的，頻率越高，制冷量增加得越少。3、在75Hz以下的EER 值明顯較75Hz 以上的EER 值高，隨著頻率的增加，E E R 值基本上呈下降的趨勢。定頻與變頻的比較定頻與變頻的比較 設定過熱度為5，蒸發(fā)壓力0.164MPa，環(huán)境溫度20，調(diào)節(jié)電加熱器功率為0.45kW，分別采用變頻制冷系統(tǒng)和定頻制冷系統(tǒng)對被冷空間進行冷卻，保持庫內(nèi)溫度為-5。 采用變頻控制連續(xù)制冷較定頻開停控制10 小時可以節(jié)能6.32。變頻制冷系統(tǒng)在開機階段頻率

27、逐漸增大，達到最大運轉(zhuǎn)頻率，制冷量加大，輸入功率也較大，使庫溫迅速降低。降低到設定值以后，頻率較小，制冷量相應減小以平衡熱負荷，壓縮機一直運行在低頻率，低功耗的狀態(tài)下。而定頻系統(tǒng)在達到庫溫設定值以下時停機，當庫溫由于熱負荷的影響增大時，系統(tǒng)重新開機，過程中存在開停損失。隨著系統(tǒng)運行時間的增加，節(jié)能的比率還能進一步增加。 交流變頻電機的特點交流變頻電機的特點1、電磁設計、電磁設計對普通異步電動機來說，再設計時主要考慮的性能參對普通異步電動機來說，再設計時主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動機，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源

28、頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率機，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下：弦波電源的適應能力。方式一般如下：1） 盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增起的銅耗增2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機

29、的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調(diào)速范圍也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。內(nèi)阻抗匹配的合理性。3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態(tài)，一）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態(tài)，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當提高變頻器的輸出電壓。了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當提高變頻器的輸出電壓。2、結構設計在結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲

30、冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅(qū)動。4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會產(chǎn)生軸電流，當其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。5）對恒功率變頻電動機，當轉(zhuǎn)速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑

31、脂，以補償軸承的溫度升高。 無刷直流電機（無刷直流電機（BLDCM）原理）原理 1、定子繞組為三相對稱星形接法，與三相異步電動機很相似。2、轉(zhuǎn)子采用高磁能積的稀土釹鐵硼永磁材料（Nd-Fe-B） 。3、在電動機內(nèi)裝有位置傳感器以檢測轉(zhuǎn)子的極性（目的是決定換向）。4、電動機需配有專用的驅(qū)動器它由功率電子器件和集成電路構成 。功能是： （1）接受啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動； （2）接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩； （3）接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等。 無刷直流電動機的主要特點無刷直流電動機的

32、主要特點 1、高效率：轉(zhuǎn)子上既無銅耗也無鐵耗，其效率比同容量、高效率：轉(zhuǎn)子上既無銅耗也無鐵耗，其效率比同容量 異步電動機提高異步電動機提高5%-12%。 2、功率因子高：無需吸取激磁電流，功率因子接近、功率因子高：無需吸取激磁電流，功率因子接近1。 3、啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小：無刷直流電動機的機械特、啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流?。簾o刷直流電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性與有刷直流電動機特性類似，所以它的啟動性和調(diào)節(jié)特性與有刷直流電動機特性類似，所以它的啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小，調(diào)節(jié)范圍寬，但沒有因電刷換向器轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小，調(diào)節(jié)范圍寬，但沒有因電刷換向器引起的缺點，電子換向取代了機械換向。引起的缺點，電子

33、換向取代了機械換向。 4、電動機出力高：該電動機的體積和最高工作轉(zhuǎn)速相同、電動機出力高：該電動機的體積和最高工作轉(zhuǎn)速相同時，較異步電動機輸出功率提高時，較異步電動機輸出功率提高30%。 5、適應性強：電源電壓偏離額定值、適應性強：電源電壓偏離額定值+10%或或-15%，環(huán)境，環(huán)境溫度相差溫度相差40K以及負載轉(zhuǎn)矩從以及負載轉(zhuǎn)矩從0100%額定轉(zhuǎn)矩波動時，額定轉(zhuǎn)矩波動時，無刷直流電動機的實際轉(zhuǎn)速與設定轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)偏差，不大無刷直流電動機的實際轉(zhuǎn)速與設定轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)偏差，不大于設定轉(zhuǎn)速于設定轉(zhuǎn)速1%。 6、無刷直流電動機是一種自控式調(diào)速系統(tǒng)，它無需像普通同步電動機那樣需要啟動繞組；在負載突變時，不會產(chǎn)生振蕩和失步。 7、無刷直流電動機具有直流電動機特性、交流異步電動機的結構。 8、無刷直流電動機適合長期低速運轉(zhuǎn)、頻繁啟動的場合，這是變頻調(diào)速器拖動Y系列電動機不可能實現(xiàn)的。 控制原理控制原理輸入220V交流