變頻技術(shù)-詳細(xì)解讀

變頻技術(shù)-詳細(xì)解讀

變頻技術(shù)變頻技術(shù)(convertertechnique)目錄1什么是變頻技術(shù)[1]2變頻技術(shù)的基本類型[2]3變頻技術(shù)的發(fā)展[3]4變頻技術(shù)的利弊[4]5變頻技術(shù)在家電領(lǐng)域的應(yīng)用[5]6變頻技術(shù)的應(yīng)用[6]7Reference什么是變頻技術(shù)[1]變頻技術(shù)是一種把直流電逆變成不同頻率的交流電的轉(zhuǎn)換技術(shù)。它可把交流電變成直流電后再逆變成不同頻率的交流電，或是把直流電變成交流電后再把交流電變成直流電。總之這一切都只有頻率的變化，而沒有電能的變化。變頻技術(shù)的基本類型[2]變頻技術(shù)的類型有下面幾種：1．整流技術(shù)通過二極管組成的不可控或者晶閘管組成的可控整流器，將工頻交流電變換成頻率為0的童流電，稱為整流技術(shù)。2．直流斬波技術(shù)通過改變電力半導(dǎo)體器件的通斷時(shí)間，也就是脈沖頻率(定寬變頻)，或者改變脈沖的寬度(定頻調(diào)寬)達(dá)到調(diào)節(jié)直流平均電壓的目的。3．逆變技術(shù)在變頻技術(shù)中，逆變器是利用半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性，將直流電變換成不同頻率的交流電。4．交-交變頻技術(shù)通過控制電力半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間，將工頻交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電。5．交-直-交變頻技術(shù)先將交流電經(jīng)過整流器變換成直流電，再將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電。變頻技術(shù)的發(fā)展[3]變頻技術(shù)是隨著電力電子器件的發(fā)展而發(fā)展的。其發(fā)展過程如表1所示。表1變頻技術(shù)的發(fā)展歷程代數(shù)產(chǎn)生年代主要代表器件特性變頻頻率作用第一代20世紀(jì)50年代電流控制型開關(guān)器件小電流控制大功率0Hz只能導(dǎo)通而不能關(guān)斷第二代20世紀(jì)60年代電力晶體管(GTR)和門極關(guān)斷(GTO)晶閘管電流自關(guān)斷型1～5kHz方便實(shí)現(xiàn)變頻、逆變和斬波第三代20世紀(jì)70年代絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和電力場效應(yīng)管(NOSFET)電壓(場控)自關(guān)斷型20kHz以上隨意導(dǎo)通和關(guān)斷第四代20世紀(jì)80年代智能功率集成電路(PIC)和模塊(IPM)、集成門極換流晶閘管(IGCT)開關(guān)頻率高速化、低導(dǎo)通電壓的高性能化及功率集成電路大規(guī)?；我膺壿嬁刂啤⒐β省⒈Ｗo(hù)、傳感與測量經(jīng)過50年的發(fā)展，變頻技術(shù)正朝著數(shù)控化、高頻化、數(shù)顯化、高集成化和強(qiáng)適應(yīng)化發(fā)展。變頻技術(shù)的利弊[4]1．顯性效益顯性效益就是指節(jié)電效益。變頻控制傳動(dòng)調(diào)速對于負(fù)載性質(zhì)和負(fù)載率的不同，節(jié)電率也是不同，低壓變頻控制設(shè)備，一般負(fù)載率在0．5左右時(shí)，節(jié)電率在20％一47％左右，比如定量泵注塑機(jī)、排污填水池電動(dòng)機(jī)、給氧風(fēng)機(jī)等，空調(diào)水泵基本上平均節(jié)電率都在25％-60％左右。低壓設(shè)備變頻調(diào)速改造投資少、見效快，投資回報(bào)期基本上在一年左右。2．隱性效益1)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的軟起軟停，消除電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊，減少了起動(dòng)電流的線路損耗；2)消除了電動(dòng)機(jī)因起停所產(chǎn)生的慣動(dòng)量對設(shè)備的機(jī)械沖擊，大大降低了機(jī)械磨損，減少設(shè)備的維修，延長了設(shè)備的使用壽命；3)空調(diào)水泵的軟起、軟停克服了原來停機(jī)時(shí)的水槌現(xiàn)象。3．缺點(diǎn)弊端(1)性價(jià)比不穩(wěn)定變頻技術(shù)的應(yīng)用往往使得應(yīng)用系統(tǒng)的費(fèi)用上漲。一個(gè)較為貼近生活的例子，就是空調(diào)——“變頻空調(diào)”的價(jià)位通常比同等功率的“定頻空調(diào)”高出千元左右；維護(hù)費(fèi)用高，在超出保修期后進(jìn)行維修費(fèi)用高得嚇人。而且使用不當(dāng)?shù)脑?，?huì)進(jìn)一步影響其性價(jià)比。這是因?yàn)樽冾l技術(shù)省電的訣竅在于能源使用的供需平衡上，如果實(shí)際負(fù)荷總要求在滿負(fù)荷時(shí)，其節(jié)能效果就幾乎為零了。另外，變頻的節(jié)能只有在連續(xù)使用的情況下才可以體現(xiàn)，否則隨著元器件的自然老化，設(shè)備不用也會(huì)喪失工作能力的，低電壓的情況下功率是不可以達(dá)到正常使用效果。(2)干擾大除上述的有利一面，同時(shí)也存在一些問題。任何事物都不是絕對的，都要辯證去看去分析，低壓變頻器輸出波形為脈沖形式，會(huì)產(chǎn)生一些干擾，實(shí)際運(yùn)行中單臺干擾不嚴(yán)重，以30kW容量為例，干擾福射基本在lOm之內(nèi)，在設(shè)計(jì)電路中加裝陷波電路或磁環(huán)或陷波線圈就可以將干擾減少到最小，一般使用時(shí)盡量遠(yuǎn)離電腦等怕干擾設(shè)備，對于多臺集中安裝時(shí)安裝位置要盡量拉開距離，還需專門加裝陷波電路屏蔽接地，將干擾減少到最小。高壓變頻設(shè)備干擾性很小，控制技術(shù)較高，輸出電壓波形近似正弦波形，但設(shè)備體積較大，安裝調(diào)試都比較復(fù)雜。(3)調(diào)節(jié)滯后變頻技術(shù)的閉環(huán)控制方法，為了避免系統(tǒng)不穩(wěn)定，往往犧牲一定的響應(yīng)速度，因此當(dāng)負(fù)荷變化較大時(shí)，會(huì)造成調(diào)節(jié)的滯后。變頻技術(shù)在家電領(lǐng)域的應(yīng)用[5]20世紀(jì)70年代，家用電器開始逐步變頻化，出現(xiàn)了電磁爐、變頻照明器具、變頻空調(diào)器、變頻微波爐、變頻電冰箱、IH(感應(yīng)加熱)電飯煲、變頻洗衣機(jī)等。90年代后半期，家用電器則依托變頻技術(shù)，瞄準(zhǔn)了高性能和省電。如，要求其具有高速高效率、控制性能好、高舒適感、長壽命、安全可靠、靜音、省電等優(yōu)點(diǎn)。首先是電冰箱，由于它處于全天工作，采用變頻制冷后，壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)行狀態(tài)，可以徹底消除因壓縮機(jī)啟動(dòng)引起的噪聲，節(jié)能效果也更加明顯。其次，空調(diào)器使用變頻后，擴(kuò)大了壓縮機(jī)的工作范圍，其冷、暖控制不需要壓縮機(jī)在斷續(xù)狀態(tài)下運(yùn)行就可實(shí)現(xiàn)，降低了電力消耗，消除由于溫度變動(dòng)而引起的不適感。近年來，新式的空調(diào)器已采用無刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，其節(jié)能效果較交流異步電動(dòng)機(jī)變頻又提高約10％～15％。為了進(jìn)一步提高裝置的效能，近年來，日本的空調(diào)器又逐步從單純的PWM控制改為PWM+PAM混合控制方式。即較低速時(shí)采用PWM控制，保持U／f為一定；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于一定值時(shí)，將調(diào)制度固定在最大值附近，通過改變直流斬波器的導(dǎo)通占空比，提高逆變器輸入直流電壓值，從而保持變頻器輸出電壓和轉(zhuǎn)速成比例，這一區(qū)域稱為PAM區(qū)。采用混合控制方式后，變頻器的輸入功率因數(shù)、電機(jī)效率、裝置綜合效率都比單純PWM控制時(shí)有較大幅度的提高。近年來，更多的家電采用了變頻技術(shù)：新式的變頻冷藏庫不但減小了耗電量、實(shí)現(xiàn)了靜音化，而且利用高速運(yùn)行能實(shí)現(xiàn)快速冷凍；在洗衣機(jī)方面，過去使用變頻實(shí)現(xiàn)變速控制，提高洗凈性能，新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外，還在確保柔和洗滌衣物等方面推出新的控制內(nèi)容；電磁加熱爐利用高頻感應(yīng)加熱使鍋?zhàn)又苯影l(fā)熱，沒有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?，因此不但安全環(huán)保，還大幅度提高加熱效率，由于其工作頻率高于聽覺之上，從而消除了飯鍋振動(dòng)引起的噪聲；利用變頻IH電飯堡(感應(yīng)加熱式電飯煲)得到的火力比電加熱器更強(qiáng)，而且可以進(jìn)行火力微調(diào)，只要合理設(shè)計(jì)加熱感應(yīng)線圈，便可得到任意的加熱布局，炊飯性能上了一個(gè)檔次；變頻微波爐利用高頻電能給磁控管必要的升壓驅(qū)動(dòng)，電源結(jié)構(gòu)小，爐內(nèi)空間更寬敞，新式微波爐能任意調(diào)節(jié)電力，并根據(jù)不同食品選擇最佳加熱方式，縮短時(shí)間，降低電耗；照明方面，熒光燈使用高頻照明，可提高發(fā)光效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、無閃爍、易調(diào)光、頻率任意可調(diào)、鎮(zhèn)流器型小量輕等。變頻技術(shù)正在給形形色色的家電帶來新的革命，并將給用戶帶來更大的福音。今后變頻技術(shù)還將隨著電力電子器件、新型電力變換拓?fù)潆娐贰V波及屏蔽技術(shù)的進(jìn)步而進(jìn)一步發(fā)展。采用變頻技術(shù)的家電具有以下優(yōu)點(diǎn)：功能全：由于采用了變頻技術(shù)，電機(jī)的控制性能可謂實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。電機(jī)運(yùn)行更加靈活，速度范圍更加寬廣，家電的性能得到更大的提升。電冰箱利用變頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速冷凍；洗衣機(jī)使用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)可變速控制，提高洗凈性能；空調(diào)器在采用變頻技術(shù)后，消除了由于溫度波動(dòng)而引起的不適感。功耗低：傳統(tǒng)的空調(diào)和冰箱等電機(jī)驅(qū)動(dòng)類家電，由于調(diào)速的限制，電機(jī)處于間斷的啟停工作狀態(tài)，電機(jī)的功率因數(shù)低，不斷地啟動(dòng)電機(jī)帶來很大的電能浪費(fèi)。采用變頻技術(shù)后，電機(jī)的速度控制變得輕而易舉，不但可以實(shí)現(xiàn)快速的寬范圍調(diào)速，而且可以使電機(jī)在允許范圍內(nèi)以任意速度長時(shí)間運(yùn)行，電機(jī)功耗大大降低。健康環(huán)保：家電性能的提升使人們的生活更加舒適?？照{(diào)采用變頻技術(shù)后，壓縮機(jī)的工作方式由寬范圍平滑運(yùn)行方式取代頻繁的啟停工作方式，室溫的波動(dòng)范圍變得更小，壓縮機(jī)的壽命變長，噪音變得更??；熒光燈采用高頻照明，提高發(fā)光效率，且無閃爍易調(diào)光，可很好地保護(hù)眼睛；采用變頻技術(shù)的洗衣機(jī)更是集節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保于一身。變頻技術(shù)的應(yīng)用[6]近十幾年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，變頻器技術(shù)的成熟和價(jià)格的降低，變頻器已廣泛應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的變速控制。暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能在整個(gè)建筑物耗能中所占的比例日益增大，其中泵與風(fēng)機(jī)的流體輸送能耗在空調(diào)設(shè)備能耗中又占了很大比例，因此在暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，一方面可以極大地節(jié)省水泵或風(fēng)機(jī)的電能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行；另一方面可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高精度控制，滿足對環(huán)境的舒適度和生產(chǎn)過程中對環(huán)境的溫、濕度精度要求。近年來，變頻控制已在通風(fēng)、空調(diào)、供熱等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。1．水泵與風(fēng)機(jī)的特性水泵和風(fēng)機(jī)是暖通空調(diào)系統(tǒng)中大量應(yīng)用的流體輸送設(shè)備，也是主要能耗設(shè)備之一。在集中空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)的裝機(jī)功率約占空調(diào)系統(tǒng)總裝機(jī)功率的50％。風(fēng)機(jī)與循環(huán)水泵的特性為轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其流量、揚(yáng)程和軸功率相應(yīng)改變，變化關(guān)系為：G1/G2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2=(G1/G2)2N1/N2=(n1/n2)3=(G1/G2)3式中：G、H、N、n——分別為水泵的流量、揚(yáng)程、軸功率和轉(zhuǎn)速。即流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。由此可見，當(dāng)通過降低轉(zhuǎn)速以減少流量來達(dá)到節(jié)流目的的同時(shí)，所消耗的功率將明顯降低。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到80％時(shí)，流量減少到80％，而軸功率卻下降到額定功率的(80％)3≈51％；若流量需減少到40％，則轉(zhuǎn)速相應(yīng)減少到40％，此時(shí)軸功率下降到額定功率的(40％)3≈6．4％。水泵轉(zhuǎn)速改變時(shí)不僅可調(diào)節(jié)流量，且可大幅度節(jié)約水泵、風(fēng)機(jī)電量消耗，是水泵、風(fēng)機(jī)能量調(diào)節(jié)最合理的方法。但在一定的轉(zhuǎn)速下，流量與壓力之間的關(guān)系卻是固定的，這就是風(fēng)機(jī)或循環(huán)泵的流量一壓力(Q-P)曲線，即圖1中P1曲線，與管道參數(shù)無關(guān)?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般都是按室內(nèi)負(fù)荷(與人員、燈光、設(shè)備有關(guān))和室外氣候最不利的情況來設(shè)計(jì)的，設(shè)備是按其使用的最大負(fù)荷來確定的。但空調(diào)負(fù)荷在全年是不斷變化的，一年中設(shè)計(jì)工況的出現(xiàn)時(shí)問只有數(shù)天或數(shù)十小時(shí)，空調(diào)及其輸送設(shè)備絕大多數(shù)情況下都是在非滿負(fù)荷工況下運(yùn)行，那么就要有有效的調(diào)節(jié)手段滿足負(fù)荷的需求。輸送系統(tǒng)理想的運(yùn)行工況應(yīng)當(dāng)是系統(tǒng)的風(fēng)量或水量隨空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的變化而作相應(yīng)的變化。改變流量的方法不同，節(jié)能的效果也不一樣。對于一個(gè)輸送系統(tǒng)，當(dāng)其管路確定后，其管道內(nèi)流量與阻力的關(guān)系就是管道的流量一壓損曲線。一臺特定的風(fēng)機(jī)或水泵與一個(gè)特定阻力的管道組成系統(tǒng)后，管路系統(tǒng)要求的流量及相應(yīng)的阻力必須由水泵或風(fēng)機(jī)來滿足，如將水泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線Q-P與管路的流量-壓損曲線同繪在一張坐標(biāo)圖上，其設(shè)備的工作曲線與管道系統(tǒng)的阻力曲線的交點(diǎn)就是系統(tǒng)的工作點(diǎn)(見圖1中的a1點(diǎn))，這時(shí)風(fēng)機(jī)或水泵的壓頭與管道的壓力損失達(dá)到平衡。2．輸送系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式如果要調(diào)節(jié)輸送流量，可行的方式有如下兩種。(1)改變管路特性曲線。即在管路上安裝閥門，通過關(guān)小閥門加大系統(tǒng)局部阻力(也即改變管路系統(tǒng)特性曲線)的方法來進(jìn)行調(diào)節(jié)。從圖1中可見，隨著系統(tǒng)阻力增加，系統(tǒng)管路特性曲線從C1過渡到C2，工作點(diǎn)則沿著曲線P1從a1點(diǎn)移動(dòng)到a2點(diǎn)，雖然流量減少了，但消耗在閥門上的損耗增加了，且隨著工作點(diǎn)的偏移，風(fēng)機(jī)或水泵的效率也相應(yīng)降低。實(shí)踐證明，這種調(diào)節(jié)方式在流量減少的情況下，水泵或風(fēng)機(jī)的軸功率基本沒有改變。(2)變頻調(diào)速的方式。即管路的阻力特性保持不變(即閥門不變)，通過改變風(fēng)機(jī)或水泵的工作特性來調(diào)節(jié)流量。對于一臺特定的風(fēng)機(jī)或水泵，其工作特性隨轉(zhuǎn)速的改變而改變。當(dāng)需要的流量減少時(shí)，對風(fēng)機(jī)或水泵可通過變頻調(diào)速的方式使其轉(zhuǎn)速降低。從圖1中可看到：設(shè)備特性從P1過渡到P2，工作點(diǎn)改變?yōu)檠厍€C1移動(dòng)至與P2的交點(diǎn)即a3點(diǎn)，在流量降低的同時(shí)壓力也降低了。依據(jù)風(fēng)機(jī)或水泵的軸功率與流量的三次方成正比的關(guān)系式可分析出，變頻調(diào)速方法的節(jié)能效果是非常明顯的。表2列出了不同流量下節(jié)電率的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。表2風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能率參考數(shù)據(jù)(單位：％)實(shí)需流量／標(biāo)稱流量與不調(diào)節(jié)方案比與出口節(jié)流比與入口節(jié)流比9020～2319～2217～208037～4235～4032～377050～5747～5443～506058～6854～6448～583．變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的組成暖通空調(diào)中用到的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)一般由傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、控制器、變頻器、電動(dòng)機(jī)及被控制設(shè)備幾部分組成。傳感器用來感測被控設(shè)備中的被控參數(shù)，它可以是流量、壓力、溫度、濕度、氣體含量等，一般是利用傳感器把被控參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號。變送器的作用是把傳感器得到的電信號進(jìn)行放大、整形等處理，然后統(tǒng)一調(diào)整為規(guī)則化的電壓，如0～5V或電流信號4～20mA等作為調(diào)節(jié)器的輸入。調(diào)節(jié)器或控制器，其實(shí)就是一個(gè)由單片機(jī)組成的微型控制系統(tǒng)，本身具有計(jì)算、判斷、邏輯分析功能。它有數(shù)字和模擬輸入端、數(shù)字和模擬輸出端，可以在軟件的控制下實(shí)現(xiàn)PID或模糊控制等控制規(guī)律，還可以利用數(shù)字輸出口，指揮數(shù)臺電機(jī)的調(diào)頻與工頻之間的切換、被控設(shè)備相關(guān)部件的開啟或關(guān)閉等多種操作。變頻器是利用電子器件的智能控制技術(shù)把電壓頻率固定的交流電變成電壓頻率可變的交流電的一種控制設(shè)備。用變頻器輸出的頻率、電壓可變的交流電去驅(qū)動(dòng)輸送設(shè)備的電機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)或水泵調(diào)速的目的。變頻器一般由供電部分、輸出部分、控制部分、保護(hù)部分、顯示部分和給定部分組成。電機(jī)和被控設(shè)備一起構(gòu)成了生產(chǎn)過程的動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用以保證生產(chǎn)或系統(tǒng)的正常工作。十多年以來，變頻器的可靠性越來越強(qiáng)，價(jià)格越來越低，應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。目前我國變頻器的市場價(jià)格：容量為11～90kW時(shí)，進(jìn)口品牌約800～1300元／kW，國產(chǎn)約350～500元／kw；容量為5．5kW、7．5kW時(shí)，進(jìn)口品牌約1500元／kW，國產(chǎn)約800元／kW；容量≤4．0kW時(shí)，進(jìn)口品牌約2000～4000元／kW，國產(chǎn)約900～1700元／kW。4．變頻調(diào)速技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用(1)變風(fēng)量空調(diào)及控制系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備選型一般都是按室內(nèi)負(fù)荷和室外溫濕度接近最不利的情況來確定的。但在運(yùn)行中，大部分時(shí)間都是在非滿負(fù)荷下工作。常規(guī)的定風(fēng)量系統(tǒng)是靠調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度來確保空調(diào)區(qū)域的設(shè)定溫度，而變風(fēng)量系統(tǒng)則是當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷變小以后，通過改變送風(fēng)量來調(diào)節(jié)和控制空調(diào)區(qū)域的設(shè)定溫度。如果系統(tǒng)全年均在70％風(fēng)量下工作，風(fēng)機(jī)耗電約可減少一半，因此變風(fēng)量系統(tǒng)是一種節(jié)能的空調(diào)運(yùn)行方式。變風(fēng)量(簡稱VAV)系統(tǒng)是屬于全空氣系統(tǒng)的一種空調(diào)方式，通過變風(fēng)量末端裝置調(diào)節(jié)送入房間的一次風(fēng)量，其變頻送風(fēng)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)量也相應(yīng)調(diào)整。變風(fēng)量系統(tǒng)的分類：按服務(wù)區(qū)域分，可分為單區(qū)和多區(qū)系統(tǒng)；按風(fēng)道布置方式分，可分單風(fēng)道和雙風(fēng)道系統(tǒng)；按風(fēng)管內(nèi)靜壓控制的方式分，可以分為定靜壓控制、變靜壓控制、直接數(shù)字式控制和靜壓不控制系統(tǒng)，實(shí)際中，應(yīng)用較多的是定靜壓控制和變靜壓控制。①單區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)——是目前最簡單的一種變風(fēng)量系統(tǒng)，通過改變空調(diào)機(jī)組中風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到變風(fēng)量的目的，系統(tǒng)只有風(fēng)機(jī)調(diào)速部分，而無末端裝置，送風(fēng)量根據(jù)房間負(fù)荷的變化作相應(yīng)變化。需要注意：要確定運(yùn)行最低轉(zhuǎn)速值，以確保氣流組織不受影響。多區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)——其與單區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)的主要區(qū)別是，除了空調(diào)機(jī)組可以調(diào)節(jié)外，每間空調(diào)房間的送風(fēng)口都安有變風(fēng)量末端裝置，由該房間的溫控器控制送入房間的風(fēng)量，達(dá)到控制房間溫度的目的。②單風(fēng)道系統(tǒng)——采用一條送風(fēng)管，經(jīng)變風(fēng)量末端裝置再調(diào)節(jié)后向室內(nèi)送風(fēng)。單風(fēng)道系統(tǒng)又可分為再熱、誘導(dǎo)、風(fēng)機(jī)動(dòng)力等幾種調(diào)節(jié)形式。雙風(fēng)道系統(tǒng)——采用雙風(fēng)管送風(fēng)，一根風(fēng)管送熱風(fēng)，一根風(fēng)管送冷風(fēng)，通過變風(fēng)量末端裝置混合后送入室內(nèi)。雙風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)可以是單風(fēng)機(jī)，也可以是雙風(fēng)機(jī)。雙風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)供冷和供暖，不需要進(jìn)行季節(jié)轉(zhuǎn)換，對于建筑物的分隔變更，有較大的靈活性和適應(yīng)性；其缺點(diǎn)是冷熱混合會(huì)因能源抵消造成浪費(fèi)，濕度控制困難，且一次投資高、雙風(fēng)道占用空問大。③定靜壓控制——在送風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)的適當(dāng)位置設(shè)置靜壓傳感器，測量該點(diǎn)靜壓，根據(jù)測量到的靜壓和設(shè)定值，通過不斷地調(diào)節(jié)空調(diào)箱送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量以保持該點(diǎn)靜壓固定不變。靜壓傳感器一般布置在風(fēng)機(jī)出口到最遠(yuǎn)末端距離約2／3處。在大型系統(tǒng)中，因末端較多，確定各種負(fù)荷下的最佳傳感器位置比較困難，常常采用多個(gè)傳感器并通過試錯(cuò)選定。變靜壓控制——采用帶風(fēng)閥開度傳感器、風(fēng)量傳感器和室內(nèi)溫控器的變風(fēng)量末端裝置，根據(jù)風(fēng)閥開度由系統(tǒng)控制器計(jì)算判斷來控制送風(fēng)機(jī)的變頻器。實(shí)際中，應(yīng)使系統(tǒng)中至少有一個(gè)變風(fēng)量末端裝置的風(fēng)閥處于接近全開狀態(tài)，即盡量使風(fēng)機(jī)運(yùn)行靜壓最低。變靜壓控制是最節(jié)能的控制方法，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能效果顯著，適用于各種送風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)；其缺點(diǎn)是因增加了風(fēng)閥開度控制，變風(fēng)量末端裝置的成本相應(yīng)增加，現(xiàn)場調(diào)試工作周期較長。(2)水泵的特性及變水量系統(tǒng)節(jié)能潛力閉式循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)水泵工作特性及其管路的阻力特性、水泵變頻調(diào)速的節(jié)能潛力與風(fēng)系統(tǒng)近似。但擔(dān)負(fù)垂直提升揚(yáng)程的水泵，因垂直壓差是固定的，水被泵提升到高位獲得的位能功率，與流量成正比而不與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，因此其系統(tǒng)的管道阻力特性與風(fēng)道阻力特性明顯的差別就是：其特性受到管路中垂直揚(yáng)程的影響，特性曲線的起點(diǎn)在壓力坐標(biāo)上有一個(gè)起始值，見圖2a)中的A點(diǎn)，該值就是水泵的泵升揚(yáng)程(泵升揚(yáng)程=實(shí)際提升揚(yáng)程+管路出口壓力-管路入口壓力)。因此轉(zhuǎn)速一功率關(guān)系就分為了兩段：在出水轉(zhuǎn)速以下即水泵的壓力小于垂直壓差時(shí)，輸入的電功率需要克服機(jī)械損耗、電機(jī)與變頻器損耗及水泵內(nèi)部水流空轉(zhuǎn)的損耗，功率很小，且隨轉(zhuǎn)速變化幅度不大，如圖2b)中B點(diǎn)左邊的曲線；出水后水流空轉(zhuǎn)損耗變成了管道損耗，其功率與轉(zhuǎn)速間有近似三次方關(guān)系，如圖2b)中曲線1所示，輸入功率隨轉(zhuǎn)速降低而明顯減少。(3)循環(huán)泵變頻調(diào)速的應(yīng)用共母管的多臺泵組成的流體輸送系統(tǒng)，在應(yīng)用變頻調(diào)速時(shí)有兩種不同的方式：多臺泵全變速和多臺定速泵十一臺變頻調(diào)速泵。這兩種方式使整個(gè)輸送系統(tǒng)的流量、壓力關(guān)系不一樣，其節(jié)能效果也有差別。①多臺泵全變速，即對多臺泵進(jìn)行同步調(diào)速，其聯(lián)合運(yùn)行的特點(diǎn)與一臺大流量變速泵的特點(diǎn)相似，但是多臺泵并聯(lián)后聯(lián)合運(yùn)行的性能曲線變得更為平坦。因此，采用全變速泵方式時(shí)，泵的臺數(shù)不宜較多。變速泵可采用泵出口壓力控制，也可采用供、回水壓差控制，采用壓差控制比壓力控制更節(jié)能。②采用多臺定速泵與一臺變速泵同時(shí)運(yùn)行，在流量未達(dá)到滿負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)變速泵轉(zhuǎn)速而改變聯(lián)合運(yùn)行的總流量，當(dāng)流量每減少一臺泵的流量時(shí)則停一臺定速泵。在所有運(yùn)行過程中，變速泵始終處于運(yùn)行狀態(tài)。下面以兩臺泵并聯(lián)其中一臺變頻為例作一分析，參見圖3。當(dāng)兩臺泵同時(shí)在定頻下運(yùn)行時(shí)，兩泵的工作特性如圖3a)所示曲線P0，兩泵的聯(lián)合工作特性如圖3b)所示曲線P1，其與系統(tǒng)阻力特性曲線C的交點(diǎn)就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作點(diǎn)，這時(shí)兩泵各自的工作點(diǎn)都在圖3a)中曲線P0與C1的交點(diǎn)處，C1曲線相當(dāng)于單泵系統(tǒng)的自然管路阻力特性曲線。當(dāng)調(diào)速泵轉(zhuǎn)速降低，其工作特性變化為圖3a)中曲線Pa2時(shí)，定頻泵的工作特性仍然是曲線P0，兩泵的等效工作特性如圖3b)所示曲線P2，它與系統(tǒng)的阻力特性曲線C的交點(diǎn)L0就是其新的工作點(diǎn)，此時(shí)兩泵的工作壓力為圖3a)中壓力線L，它與圖3b)中L0點(diǎn)的壓力相等。從圖中可看出，這時(shí)兩泵的工作點(diǎn)均偏移，定頻泵的工作壓力低于自然管路阻力點(diǎn)，流量比不調(diào)速時(shí)增加了。而調(diào)速泵的工作壓力高于自然管路阻點(diǎn)，即圖3a)中曲線Pa2與C1的交點(diǎn)，其流量比單泵變頻調(diào)速時(shí)低，兩泵聯(lián)合作用后系統(tǒng)總流量的下降大致與單泵調(diào)速時(shí)流量下降的絕對值相當(dāng)，但因工作點(diǎn)的偏離，效率有所降低。當(dāng)調(diào)速泵轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低，工作曲線變化為Pa3時(shí)，定頻泵仍然在曲線P0工作，兩泵聯(lián)合工作特性為曲線P3，交點(diǎn)M0為其新的工作點(diǎn)，兩泵各自的工作點(diǎn)分別為各自特性曲線與壓力線M的交點(diǎn)，這時(shí)兩泵的工作點(diǎn)更加偏離自然管阻點(diǎn)，效率降低更加明顯。當(dāng)調(diào)速泵轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低到壓力低于系統(tǒng)工作壓力線時(shí)，其逆止閥關(guān)閉，調(diào)速泵不能出水，水泵不出水時(shí)的空轉(zhuǎn)不僅要浪費(fèi)能耗，而且會(huì)對泵本身產(chǎn)生不良影響，因此在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)應(yīng)限制最低頻率以防止空轉(zhuǎn)。如果將圖3的情況量化分析，則為：當(dāng)一臺泵調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速下降使系統(tǒng)總流量下降，系統(tǒng)阻力損失降低，系統(tǒng)的壓力因此下降，導(dǎo)致定頻泵流量增加，當(dāng)系統(tǒng)流量降低到92％時(shí)，定頻泵流量增加到106％，變