變頻器在制冷行業(yè)的節(jié)能應(yīng)用

時間：2020-01-05作者：臺州富川電氣有限公司瀏覽：927

 
在當代社會，隨著制冷工業(yè)的發(fā)展，制冷的應(yīng)用也日益廣泛，現(xiàn)已滲透到人們的生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究活動的各個領(lǐng)域，并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮著**的作用，從日常的衣、食、住、行，到**科學(xué)技術(shù)都離不開制冷。


二、螺桿式制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)




螺桿式制冷壓縮機的結(jié)構(gòu)如上圖。螺桿式制冷壓縮機，是指用帶有螺旋槽的一個或兩個轉(zhuǎn)子（螺桿）在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)使氣體壓縮的制冷壓縮機，屬于工作容積作回轉(zhuǎn)運動的容積型壓縮機。




螺桿式制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)方法主要有吸入節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)、柱塞閥調(diào)節(jié)等。目前普遍采用的能量調(diào)節(jié)方式是滑閥調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方法是在螺桿壓縮機的機體上，安裝一調(diào)節(jié)滑閥，成為壓縮機機體的一部分。它是通過滑閥的移動使壓縮機陰、陽轉(zhuǎn)子的齒間基元容積在齒面接觸線從吸氣端向排氣端移動的**段時間內(nèi)，通過滑閥回流孔仍與吸氣孔口相通，并使部分氣體回流到吸氣孔口，即改變轉(zhuǎn)子的有效工作長度，來達到能量調(diào)節(jié)的目的。調(diào)節(jié)范圍一般是10%～**內(nèi)的無級調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程中，功率與輸氣量在50%以上的負荷運行時幾乎是成正比關(guān)系 ，但在50%以下是，性能系數(shù)則相應(yīng)會大幅度下降，顯得經(jīng)濟性較差。螺桿式制冷壓縮機的電機功率一般都在100kw以上，由于電機轉(zhuǎn)速并未改變，造成在滑閥調(diào)節(jié)過程中，耗電功率較大，所以冷庫存在著比較嚴重的“大馬拉小車”現(xiàn)象。




三、螺桿式制冷壓縮機的變頻調(diào)節(jié)




食品的冷凍、冷藏要使用冷凍機，因而在食品行業(yè)，制冷機的使用非常普及，其制冷機機的控制正越來越多地采用變頻器。




1.變頻器使用的目的




對制冷機內(nèi)的壓縮機采用變頻控制（壓縮機能力可變控制），可以使制冷機對于冷凍負載的變動始終以接近設(shè)計條件的**進行運行。這就是將變頻器應(yīng)用于冷凍壓縮機的主要目的。變頻器控制制冷機的主要優(yōu)點如下： 




1)節(jié)能：相應(yīng)于冷卻負載的變化改變壓縮機轉(zhuǎn)速，使其始終運行在較佳點。從而減少所需動力。




2)恒溫：采用連續(xù)的容量控制可使冷藏品溫度變化很小。另外，即使對于臨時的冷卻負載增加，也可以依靠加速來減小冷藏品的溫度變化。 




3)冷凍能力的改善：密閉式電機直接連接的壓縮機在50Hz地區(qū)的能力只有60Hz地區(qū)的80％，而變頻器控制則可以，做到與電源頻率無關(guān)，始終保持一定的能力。 




2.設(shè)備的組成 




圖2是變頻器控制黃河啤酒廠1號制冷機的例子。在該例中，變頻器選用耀邦YBB100-
4T2000G變頻器，制冷機為大連冷凍機廠生產(chǎn)，電機功率為190Kw。PID調(diào)節(jié)是由變頻器自帶的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器完成的。在根據(jù)負載變化控制制冷機轉(zhuǎn)速的方法中，我們的目的是想控制制冷機吸入口的溫度，由于現(xiàn)場溫度的采樣比較困難，而吸入口的溫度與壓力又有著一定的對應(yīng)關(guān)系，且在現(xiàn)場管道上安裝壓力變送器較容易些，因而在本系統(tǒng)中，我們采用壓力傳感器檢測壓縮機的吸入壓，只要變頻器控制該壓力維持恒定不變，則吸入口的溫度也維持恒定不變。同時考慮到制冷機工作時的安全要求，我們將該制冷機原有的溫度保護、油壓保護等通過中繼接入變頻器，**有溫度保護或油壓保護動作時，變頻器能立即自動停機，防止機械設(shè)備的損壞。另外該制冷機原為兩地控制，采用變頻后我們?nèi)员３衷械膬傻乜刂?，這樣，對操作人員來說，較易于操作。 




 




對制冷機內(nèi)的壓縮機采用變頻控制（壓縮機能力可變控制），可以使制冷機對于冷凍負載的變動始終以接近設(shè)計條件的**進行運行。這就是將變頻器應(yīng)用于冷凍壓縮機的主要目的。  




 




四、制冷機的變頻運行模式  




制冷機基本上是恒轉(zhuǎn)矩特性，所以只要使變頻器輸出電壓與頻率成比例就行了。但是制冷機結(jié)合實際機的使用范圍廣，一般都與電機的設(shè)計條件不*一致。在運行條件上電壓也需要改變，較終仍需要實驗確定較佳V/F模式。另外，為了改善加速時的效率雖然可以改用變頻器**電機，但作為變頻器故障時的備用，變頻**電機很難直接用工頻電源進行運行。而且改用變頻電機的費用會大幅增加，因此我們?nèi)圆捎迷械碾姍C及機械設(shè)備，只是將原有的自耦降壓啟動改為由變頻器控制的壓力閉環(huán)系統(tǒng)。  




在閉環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成中，耀邦無感矢量變頻器可定義兩種典型的輸入輸出特性，即正作用和反作用，這兩種特性可靈活應(yīng)用在不同反饋特性的控制系統(tǒng)中。在本系統(tǒng)中，采用反作用特性，反饋增益極性為負極性。也即當吸入口壓力增大時，變頻器的輸出頻率也隨之增大，當吸入口壓力減小時，輸出頻率也隨之減小。 




為了防止變頻器輸出頻率低時，制冷機散熱差及總體效率的降低，在變頻器上設(shè)定較低運行頻率為30Hz。 




五節(jié)能效果  




壓縮機負載基本上是恒轉(zhuǎn)矩負載，對恒轉(zhuǎn)矩負載，電機的輸出功率P的一般表達式為P∝T*N表達式中，T：負載轉(zhuǎn)矩
N：電機轉(zhuǎn)速  這就是說，即使是恒轉(zhuǎn)矩負載，采用變頻器等使電機速度下降，電機的輸出功率將減小。變頻器輸入功率




PIN可用下式表示： PIN=P/（ηINV*η
m） 




表達式中，PIN：變頻器輸入功率 ηINV：變頻器效率 η m
：電機的效率 




由上式，假設(shè)總效率（ηINV*η
m）對于電機的轉(zhuǎn)速為一定。則顯然電機轉(zhuǎn)速下降將引起電機輸出功率P減小，與其成比例的變頻器輸入功率PIN也減小，即消耗電能降低。但是如圖2所示，為使電機轉(zhuǎn)速下降而使變頻器輸出頻率降低，則總效率也降低。但因頻率降低的幅度大于總效率降低的幅度，因此，與原先的控制方式相比，仍有顯著的節(jié)能效果。另外，電磁調(diào)速電機、鼠籠電機的定子電壓控制等從前的調(diào)速電機，轉(zhuǎn)速下降時，總效率將大幅度降低，因而基本上得不到低速時的節(jié)能效果。因此采用變頻器取代這些從前的調(diào)速方式，可以充分的節(jié)能。一般節(jié)電率在10%以上。 




變頻器方式由于除電力變換損耗外還有約1%的損耗，這個損耗基本與變頻器功率無關(guān)，因而電機功率越大，這個損耗所點的比例也越小，節(jié)能效果越顯著。同時變頻器方式具有耐夏季短時高峰負載（依靠增速）和精細溫度控制等優(yōu)點。
來源


臺州富川電氣有限公司專注于變頻器 DSP矢量變頻器 矢量控制型變頻器 **變頻器 節(jié)能變頻器 水冷主軸 雕刻機電主軸 高等

• 詞條

  詞條說明

• 新興產(chǎn)業(yè)裝備。包括新能源汽車，核電、風電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備，智能電網(wǎng)設(shè)備，**數(shù)控機床及精密加工設(shè)備，智能印刷設(shè)備，海洋工程裝備，工業(yè)機器人與**機器人，大型智能工程建設(shè)機械，節(jié)能環(huán)保設(shè)備等，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都與變頻器緊密相關(guān)。 （1）新能源汽車 **發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車技術(shù)。建設(shè)插電式混合動力汽車大規(guī)模商業(yè)化**工程，建設(shè)純電動汽車研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用工程。 新

• 變頻器印制電路板的故障處理方法

  變頻器印制電路板的故障判斷 （1）排除了主回路器件的故障后，如還不能使變頻器正常工作，較為簡單有效的判斷是拆下印制板看一下正、反面有無明顯的元件變色、印制線變色、局部燒毀。 （2）一般變頻器上的印制板主要有驅(qū)動板、主控板、顯示板，根據(jù)變頻器故障表現(xiàn)特征，使用換板方式判斷哪塊板有毛病。對其他印制板，如吸收板、GE 板、風機電源板等，因電路簡單可用萬用表迅速查出故障。 （3）印制板在有電路圖時按圖檢

• 變頻器在電力技術(shù)的主要發(fā)展方向

  上世紀80年代初發(fā)展起來的變頻調(diào)速技術(shù)，順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。改變了普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗，達到系統(tǒng)*運行的目的。目前，已在電力、冶金、石油、鋼鐵、化工、給排水等多種行業(yè)的電機傳動設(shè)備中得到實際應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向

• 變頻器故障診斷方法

  故障診斷的任務(wù)是確定故障的性質(zhì)，查出產(chǎn)生故障的原因和部位，以便迅速處理排除故障，恢復(fù)其功能，及時投入運行。在診斷過程中應(yīng)借助一些儀器儀表和變頻器自診斷系統(tǒng)綜合分析。以下就變頻器常用的診斷方法進行簡單闡述。 故障樹診斷法要求先列出系統(tǒng)或設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，再將引起每個故障發(fā)生的直接原因包括硬件、環(huán)境、人為因素等，用適當?shù)倪壿嫲阉麄兣c故障連接起來，構(gòu)成一棵故障診斷樹，如圖2所示。診斷時按樹由下而上逐