變頻技術(shù)在冷凍站控制中的應(yīng)用分析

曹英俊

摘 要：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，變頻控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)成熟的階段。國內(nèi)很多品牌的變頻器已經(jīng)可以達(dá)到性能穩(wěn)定，價格不高。由于市場競爭激烈，國外品牌的變頻器的價格也不再是可望不可及的天價產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)是一種高效節(jié)能技術(shù)，對于可調(diào)速的電機(jī)拖動系統(tǒng)，有明顯的節(jié)能降耗的效果。如今變頻器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；冷凍站控制；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.202

南京東創(chuàng)系統(tǒng)工程有限公司承接的各大冷凍站的控制均采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)對冷凍泵，冷卻泵，熱水泵，以及補(bǔ)水泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到對能量的高效利用的效果。從客戶使用的效果上看，應(yīng)用變頻控制技術(shù)的項目均取得了運(yùn)行穩(wěn)定，控制精準(zhǔn)，節(jié)能效果明顯的顯著效果。因此采用變頻器進(jìn)行控制已經(jīng)成為公司的主打產(chǎn)品。日益受到客戶的歡迎和認(rèn)可。

1 變頻工作原理

可見降低轉(zhuǎn)速能大大降低軸功率達(dá)到節(jié)能目的。

據(jù)統(tǒng)計電機(jī)軸轉(zhuǎn)速每升高10%，可以使電機(jī)小高功率增加33.1%。轉(zhuǎn)速沒降低10%，可以使電機(jī)消耗功率減少27.1%。通過頻率的降低，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，就可以有效的降低電機(jī)消耗的功率。具有明顯的節(jié)能效果。

2 變頻器

變頻器是變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的核心器件，其主要電路由整流器、濾波器和逆變器三部分組成。原理圖如圖1：

整流器的作用是將恒頻、恒壓的交流電變換為直流電，起變壓的作用。濾波器則是對經(jīng)過整流后的直流電進(jìn)行濾波。而逆變器是將直流電調(diào)制成頻率電壓可以變化的交流電，是變頻器的主要部分。50HZ、380V 電源經(jīng)過整流器、濾波器后成為直流電，在經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成頻率電壓都可以調(diào)節(jié)的交流電。在變頻器主回路中，電能經(jīng)過了交流-直流-交流的變換。例如，水泵電動機(jī)轉(zhuǎn)速是1450rpm，由變頻器提供30～50HZ任一頻率電源，則電動機(jī)可以運(yùn)行在870～1450rpm之間的任一速度。

在中央空調(diào)冷凍站的控制當(dāng)中，主機(jī)啟動后，水泵是不能停止的，如果沒有變頻器，水泵電機(jī)在工頻下運(yùn)行，通常情況下水泵的選型的保有余量的，水泵在額定功率下運(yùn)行，壓力過高，不但易造成水泵泵體及管道閥門的損壞，而且造成電能的浪費(fèi)。當(dāng)采用變頻器時，冷凍泵用來保持供回水壓差的恒定。以保證最不利端的供水。選用變頻器的同時，選用PID調(diào)節(jié)不僅能夠保證水壓，同時可以最大效果的節(jié)能。

3 實際應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

（1）經(jīng)濟(jì)分析。實際應(yīng)用中，根據(jù)剪輯實際運(yùn)行中的頻率變化值，可概算出實際用電量，與額定功率比較，近似得出節(jié)電量。

以頻率變化概算。以地鐵項目中的一個車站為例，冷凍泵22KW*2臺 冷卻泵15KW*2臺 每天工作12小時算.預(yù)測節(jié)電情況如下。

電機(jī)在變頻控制下，頻率保持在30～50HZ之間波動，非過渡季節(jié)負(fù)荷穩(wěn)定，基本保持在43～47HZ之間。取其平均值f1=45HZ。

（2）技術(shù)分析。變頻調(diào)速具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）高效節(jié)能：變頻控制節(jié)能效果明顯，變頻控制節(jié)電效果可達(dá)到20%～60%；2）降低噪音：變頻控制下，水泵噪音明顯減輕，改善環(huán)境質(zhì)量；3）降低損耗：變頻控制下，電機(jī)為軟啟動，轉(zhuǎn)速逐漸增加，避免工頻啟動下對設(shè)備的沖擊，水泵運(yùn)行中轉(zhuǎn)速一般小于額定轉(zhuǎn)速，減少是磨損，對管道和閥門亦起到保護(hù)作用。降低了維修量和材料費(fèi)用；4）保護(hù)功能完善：變頻器對水泵的電機(jī)提供全方位的保護(hù)，包括過流、過壓、過熱、短路和缺相等保護(hù)功能。能有效的防止電機(jī)故障損壞，延長設(shè)備的使用壽命。

4 總結(jié)

變頻調(diào)速控制系統(tǒng)通過改變電動機(jī)電源的頻率，來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變電動機(jī)的軸功率，以達(dá)到控制水泵出水量和節(jié)能的目的。四臺變頻器的應(yīng)用，每年可節(jié)約電量可觀。不僅節(jié)約了成本，更加保護(hù)的環(huán)境，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。隨著變頻器技術(shù)的飛速發(fā)展和成熟，目前國內(nèi)生產(chǎn)的變頻器的價格較低，性能良好，變頻技術(shù)在冷凍站的控制中已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于實際案例中。