【变频技能】中心空调变频器知识大全

lan123ping

文章参考：卢先胜《变频器知识》课件。

通例中心空调体系是最大冷热负荷举行选型计划。而整年最热及最冷气候几天，中心空调大多数时间是低于机组额定负荷即部门负荷状态下运行，造成了电能极大浪费，科技发展，变频器已广泛应用于各行各业，其代价自制，技能成熟，特殊是对风机、水泵节能改造现在已工业范畴中广泛推广，其均匀节电30%以上。
　　中心空调治能最佳方法
　　中心空调重要装备是风机水泵，节能最佳方法就是接纳变频器。现在大多数中心空调还接纳旧控制方式，即：改变压缩机机组、水泵、风机启停台数，以到达调治温度目。
　　该调治方式缺点会合体现为如下几点：
● 装备长时间全开或全闭，轮番运行，浪费电能惊人。
● 电机直接工频启动，打击电流大，严峻影响装备利用寿命。
● 温控结果不佳。当情况或冷热负荷发生变革时，只能增减冷热水泵数目或利用挡风板来调治室内温度，温度颠簸大，舒服感差。
中心空调接纳变频器后有如下长处：
● 变频器可软启动电机，大大减小打击电流，低落电机轴承磨损，延伸轴承寿命。
● 调治水泵风机流量、压力可直接更改变频器运行频率来完成，可淘汰或取消挡板、阀门。
● 体系耗电大大降落，噪声减小。
● 若接纳温度闭环控制方式，体系可检测情况温度，主动调治风量，随气候、热负荷变革主动调治，温度变革小，调治敏捷。
● 体系可现场总线与中心控制室联网，实现会合长途监控。

什么是变频器？

变频器的根本布局
变频器是：
1.将商用交换电源通过整流回路变更成直流；
2.将变更后的直流颠末逆变回路变更成电压、频率可调治的交换电；
3.使用交换三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以到达改变，电机转速的目标。
变频器的根本构成


变频器的电压波形变革

变频器根本构成图


变频器的控制对象
如：【三相异步电动机】
三相异步电动机重要由定子、转子、转轴构成，当在定子绕组上加上三相交换电压时，将会产生一个旋转磁场，该旋转磁场的速率由加在定子绕组上的三相交换电压的频率所决定。位于该磁场中的转子绕组，将切割旋转磁场的磁力线，根据电磁感应原理，在转子绕组中将产生感应电动势和感应电流，感应电流与旋转磁场的磁通相互作用而产生电磁力，即转矩。转子及转轴将沿着与旋转磁场雷同的方向旋转。恣意改变三相定子绕组的两个电压相位，即可使磁场旋转的方向发生改变，电动机的转向也将随之变革，即可逆控制。
旋转磁场的转速称为同步转速，同步转速是根据电动机的极数和电源频率来决定的。由于必要有转矩输出，电动机的现实转速总是落伍于同步转速，它们之间的差值称为转差率。


变频器的动作原理

步电动机的速率—转矩特性


变频器的用途
变频器的用途就是“节省能源”
●风机、泵等必要控制流量（风量）的场所，接纳变频器控制或挡板控制，其斲丧的电力和流量（风量）的关系如下图。

●流量（风量）小的场所，变频器的节电的结果特殊显着。
例：宾馆等场合中心空调体系的运行流量：８５％：２０００小时、６０％：２０００小时。合計４０００小时／年、马达：１５ｋＷ×１台。

一年间所节流的能源：50,100kWh－24,900kWh＝25,200kWh/年。
利用时必要特殊留意的题目
利用之前应认真阅读产物的《利用手册》，精确利用变频器。
利用错误会导致变频器无法运行或低落利用寿命，最严峻时可导致变频器被破坏。
1. 变频器的选型要点；
2. 变频器的安装方法；
3. 变频器的运行方式；
4. 变频器的掩护性能；
5. 故障事例。

变频器的选型要点

故障：电源投入时非常的电压波形会导致变频器内部的浪涌吸取元件（ZNR）破坏！

变频器的安装方法

安全留意事项：为防止受伤、变乱，请务必服从以下事项。
・利用前请细致阅读“产物先容”、“利用手册”，以便精确利用。
・确认在开始利用之前，您对此装置及其安全信息和全部留意事项都已知晓。
【留意】

施工前请再一次确认产物利用阐明书上有关“安全留意”方面的事项。
安装时的留意点


接线时的留意点

变频器的运行方式

加快、减速时间的设定
★ 第一加快时间、第一减速时间


马达的转矩特性
１．容许一连运行的转矩
接纳变频器驱动通用异步电动机的时间，由于输出含有高频波身分，电机的温升要有些增大，特殊是低速时，电机的冷却结果变差，故不可长时间低速运行。通用异步电动机在低速运行时，输着力矩变低，需低落负载利用。
２．短时间最大转矩
在变频器的额定过负荷电流（150% 1分钟）范围内，能输出的最鼎力大举矩值。
选择V/F控制的时间，根据力矩提拔的设定，力矩特性差别。
３．启动转矩
与利用商用电源直接驱动通用电机的始动力矩差别。
用变频器驱动的时间，请把电机的始动电流、加快时的电流控制在变频器的过负荷额定电流以下。（保举：额定电流×1.3以下）。

变频器的掩护性能

故障跳闸及处理

非常征象	大概缘故原由	对 策
开机上电无任何表现	①电网电压过低； ②直流辅助电源故障； ③充电电阻破坏；	①查抄电网电压； ②寻求服务； ③寻求服务；
上电后不停表现PoFF	①电网电压偏低； ②电压检测通道非常；	①查抄电网电压； ②寻求服务；
电源跳闸	①节电器输入侧短路； ②氛围开关容量过小；	①查抄配线或寻求服务； ②增大氛围开关容量；
电机不运转	①接线错误； ②运行方式设定错误； ③负载过大或电机堵转；	①查抄接线； ②重新设定运行方式； ③减轻负载或调解电机状态；
电机反转	①电机接线相序错误；	①U、V、W中恣意两相输出接线对调；
电机未能顺遂加减速	①加减速时间设置不符合； ②失速过流点设置过低； ③过压失速防止动作； ④载波频率设置不妥或出现振荡； ⑤负载过重；	①重新设置加减速时间； ②增大失速过流点的设定值； ③增大减速时间或减小负载惯性； ④减小载波频率； ⑤减小负载或增大节电器功率品级；
电机稳态运行中转速颠簸	①负载颠簸过大； ②电机过载掩护系数设置过低； ③频率设定电位器打仗不良；	①减小负载颠簸； ②增大电机过载掩护系数； ③更换电位器或寻求服务；

电流掩护性能（ＳＣ、ＯＣ、ＯＬ）


有关变频器掩护功能的留意事项
变频器内装有失速防止、限定电流、过电流掩护等很多掩护功能。这些掩护功能是用于在突发的非常环境下掩护变频器的，而不是通常利用的控制功能。
因此，在通常利用状态下，请只管制止让这些功能处于工作状态中。
在用于某些用途时，大概会收缩变频器的寿命或破坏变频器。
变频器在现实应用时，必须用丈量仪器检测输出电流等，确认非常跳闸存储器内容，并确认利用阐明中纪录的全部留意事项及商品规格绝无题目。

INV的选型盘算

负载范例的选择
1.恒转矩负载
2.恒功率负载
3.水泵和风机负载（变转矩，变功率负载）。
恒转矩负载：
负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或根本恒定。比方传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提拔机等位能负载都属于恒转矩负载。
变频器拖动恒转矩性子的负载时，低速下的转矩要充足大，而且有充足的过载本领。假如必要在低速下稳速运行，应该思量尺度异步电动机的散热本领，制止电动机的温升过高。

恒功率负载：
机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大要与转速成反比，这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性子应该是就肯定的速率变革范围而言的。当速率很低时，受机器强度的限定，TL不大概无穷增大，在低速下变化为恒转矩性子。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，最大容许输出转矩稳定，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大容许输出转矩与速率成反比，属于恒功率调速。假如电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相同等时，即所谓"匹配"的环境下，电动机的容量和变频器的容量均最小。

风机、泵类负载：
在各种风机、水泵、油泵中，随叶轮的转动，氛围或液体在肯定的速率范围内所产生的阻力大抵与速率n的2次方成正比。随着转速的减小，转矩按转速的2次方减小。这种负载所需的功率与速率的3次方成正比。当所需风量、流量减小时，使用变频器通过调速的方式来调治风量、流量，可以大幅度地节省电能。由于高速时所需功率随转速增长过快，与速率的三次方成正比，以是通常不应使风机、泵类负载超工频运行。

中心空调体系变频改造

根据中心空调体系的设置环境对冷却水体系、冷冻水体系及冷却塔风机体系举行变频改造。接纳变频器共同可编程控制器构成控制单位，此中冷却水泵，冷冻水泵均接纳温度主动闭环调治即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温举行采样，并转换成电信号（一样平常为4~20mA，0~10V等）后送至PLC ，PLC 将该信号与设定值举行比力运算后决定变频器输出频率，以到达改变冷冻水泵、冷却水泵转速从而到达节能目标。在冷却水、冷冻水循环体系，各装设一套变频器，此中冷却变频器供2台冷却水泵切换利用；冷冻变频器供2台冷冻水泵切换利用。（如下图）：

此中冷却水循环体系：回水与出水温度之差，反应了必要举行互换的热量；根据回水和出水温度之差，通过控制循环水的速率来控制热互换的速率，在满意体系冷却必要的条件下，到达节电的目标。温差大阐明冷冻机组产生的热量大，应进步冷却泵的转速，增大循环速率，加快冷却水的降温；温差小，阐明冷冻机组产生的热量小，可低落冷却泵的循环速率，以节省电能。接纳变频调速器驱动，两台冷却泵互为备用，可编程控制器（PLC）根据传感器检测到的温差信号，同设定温差比力后控制变频器驱动电机运转。PLC先控制变频器软启动电动机M1，当M1到达额定转速时，仍未到达设定温差值时， PLC控制M1切换到工频电网运行，然后再启动M2，经PLC控制变频器调治电机M2运转，从而控制冷却水的循环速率；当电机M2工作在下限转速值时，假如检测值大于设定值，PLC控制电机M1停机，同时控制变频器调治电机M2转速从而到达设定要求。
在冷冻循环体系中，由于出水温度比力稳固，因此仅回水温度就足以反应了房间的温度，以是PLC可根据回水温度举行控制。回水温度高，阐明房间温度高，应进步冷冻泵转速，加速冷冻水的循环；反之回水温度低阐明房间温度低，可低落冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速率，以节省能源（其控制过程同冷却泵循环体系雷同）。
供水体系变频节能改造
是溴化锂机组或电制冷（氟利昂）机组中心空调体系，主机自身能量斲丧有机组控制，机外电力斲丧组不能控制，而这部门本钱是相称高，却通常被人忽视了。尤其是溴化锂机组，额定状态制冷运用行时，机外水泵、冷却塔电机耗电量约占总体能源斲丧本钱30%（以每公斤油2元、每度电1元盘算）。从情况掩护角度用户切身长处角度，都应将中心空调体系计划成最节能体系。接纳变频器来控制机外水泵电机、冷却塔电机是最简朴、最有用节能步伐。一样平常环境节电20%～50%，每年可节流机组及体系总运行费用12%～20%，非常惊人。
　　1、 冷却水泵变频控制
　　中心空调冷却水泵功率是空调冷冻机组压缩机满负荷工作计划，当情况温度及各种外界因素，冷冻机组不必要开启全部压缩机组，此时空调冷凝体系所必要冷却量也相应减小，这时就可以变频调速器来调治冷却水泵转速，低落冷却水循环速率及流量，使冷却水冷负荷被冷凝体系充实使用，到达节能目。从我公司对中心空调变频节能改造出以下数据，其冷却水泵、冷温水泵低流量运行时，可以大幅度节流电力，尤其针对直燃机冷却水流量曲线特点，接纳变频控制，意义更大，从宏大BZ型直燃机中心空调体系接纳海利普变频器控制水泵测试数据为例：
　　当制冷量75%时，机组所需冷却水流量34%，水泵电耗约20%；
　　当制冷量50%时，机组所需冷却水流量22%，水泵电耗约15%。
　　2、 冷温水泵变频控制
　　中心空调冷媒水泵功率是空调满负荷工作计划，当宾馆、旅店、大厦必要冷量或热量没有到达空调满负荷，这时就可以变频器调速器来调治冷媒水泵转速，低落冷媒水循环速率，使冷量和热量到充实使用，到达节能目。制冷、采暖共用一台水泵，则冬季水泵流量只需50%，天然可大大节流电力；是冬夏分泵运行，也可低负荷季候得当低落流量，如90%流量时，电耗约75%。
　　3、 冷却塔风机变频控制
　　风机功率一样平常都较小，节电水泵显着。但风机接纳变频控制能极大有助于冷却水恒温，这机组制冷恒温极为关键；且能使机组溶液循环稳固，获最大限度节流燃料。冷却塔风扇低转速运行还能大幅度淘汰漂水，节流水源、延缓水质劣化、淘汰水雾对四周影响。
　　4、 接纳变频器其他益处
　　变频器启动、制止过程是渐强、渐弱式，能消除电机启动对电网打击。并可制止电机因过载而引起故障。
　　电机常常处于低负荷运行，能大幅度延伸电机及水泵、风机寿命，同时因没有启动、制止打击，加上流量淘汰，管路承压及所受打击力减小，故对管道、阀门、末了装备也起到了掩护作用。另，装备噪音、震惊均减小，掩护了情况。
　　5、 中心空调机组外变频器控制方式
● 冷却水出/入口温度改变水泵转速，调解流量；
● 冷却水入口温度改变冷却塔风机转速，调解水温；
● 冷温水出/入口温差改变水泵转速，调解流量；
● 冷却水出水温度改变水泵转速，调解流量；
●冷媒水回水温度改变水泵转速，调治税流量。


中心空调末了装备—变风量机组变频控制
变风量机组也是中心空调体系紧张构成部门，其性能指标（风量、冷量、噪音、用电量）优劣，变风量机组自己性能外，更紧张还取决于控制模式、控制器性能、品格。
　　中心空调不停遍及，变风量机组调治控制器已经履历了三个发展阶段：
　　第一阶段：风阀调治。能起到调治风量作用，但电能量斲丧大、噪音大。
　　第二阶段：可控硅调压调速。能起到调治风量、冷量、节能作用，对变风量机组噪音有肯定改良作用，其缺点是体积大、可靠性稳固性低、故障率高。
　　第三阶段：变频调治。能最大限度满意变风量机组对风量、冷量、噪音调治要求，节能结果更显着，体积小，可靠性稳固性高。
　　现在，变频控制器以其特有上风，正被中心空调业内人士所青睐。

chen3721

淡定，淡定，淡定……

@Xizi_IzY59c6B

淡定，淡定，淡定……

aling5918

看到这帖子真是高兴！

喵喵分析

在遇到你之前我对人世间是否有技术大佬保有怀疑，现在我是彻底被你征服了

虎山

绝对干货，楼主给力，支持了！！！

庆～黄

加油，加油，不要沉下去，我是最热贴

花妖寞泪3

真是被感动的痛哭流涕……

粒娜

看了楼主的帖子，不由得精神一振，豁然开朗，牛掰

wosdao

无私奉献，好工控人，32个赞送给你！！