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深圳市四方電氣技術(shù)有限公司 供稿
摘要：本文介紹了四方E380系列變頻器在螺桿冷水機(jī)組上的應(yīng)用，經(jīng)過多年的現(xiàn)場檢驗(yàn)，具有穩(wěn)定性高，完全滿足制冷行業(yè)的要求。
關(guān)鍵字：E380，變頻調(diào)速，冷水機(jī)組
一、引言：
隨著人們對于生活、工作環(huán)境舒適性的要求不斷提高，商用中央空調(diào)迅猛發(fā)展。螺桿制冷壓縮機(jī)主要應(yīng)用于商用中央空調(diào)及工業(yè)制冷行業(yè)，螺桿機(jī)組將因此而得到了大力發(fā)展，在制冷負(fù)荷為30RT~500RT的中央空調(diào)領(lǐng)域，螺桿壓縮機(jī)已經(jīng)逐步取代活塞壓縮機(jī)。
在實(shí)際應(yīng)用中，螺桿壓縮機(jī)是處于變工況的運(yùn)行狀態(tài)，據(jù)統(tǒng)計(jì)壓縮機(jī)的負(fù)荷率平均為67%，33%為空載負(fù)荷，在這一負(fù)荷下，常規(guī)螺桿壓縮機(jī)在部分負(fù)荷下因效率低而浪費(fèi)了大量的電能，變頻螺桿壓縮機(jī)由于改善部分負(fù)荷性能、節(jié)能省電而得到大力推廣。近年來，螺桿壓縮機(jī)的銷售量已經(jīng)超過所有容積式壓縮機(jī)總銷售量的80%，隨著變頻技術(shù)在螺桿壓縮機(jī)上的應(yīng)用，使得螺桿壓縮機(jī)在節(jié)能降耗方面發(fā)揮了進(jìn)一步的作用。
二、變頻螺桿冷水機(jī)組的優(yōu)勢分析
1、變頻技術(shù)可有效控制電機(jī)速度，具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)勢；
● 運(yùn)行速度可調(diào)：變頻技術(shù)在調(diào)整輸出頻率的同時(shí)按照比例調(diào)整輸出電壓，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；
● 加速可控：變頻調(diào)速能夠在零速狀態(tài)下啟動(dòng)，并按照需求進(jìn)行相應(yīng)的加速，加速曲線可根據(jù)設(shè)計(jì)需求變動(dòng)選擇；
● 轉(zhuǎn)矩可控：原有的工頻狀態(tài)下，電機(jī)只能通過檢測電流值或熱保護(hù)來對電機(jī)進(jìn)行控制，而變頻控制可設(shè)置精確的轉(zhuǎn)矩值來調(diào)整電機(jī)動(dòng)作。
● 采用微機(jī)控制技術(shù)對變頻器進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)多種傳動(dòng)調(diào)速功能：各種頻率設(shè)定和執(zhí)行、啟動(dòng)、運(yùn)行方式選擇、轉(zhuǎn)矩控制設(shè)定與運(yùn)行、加減速設(shè)計(jì)與運(yùn)行、制動(dòng)方式設(shè)定和執(zhí)行，使變頻技術(shù)更加智能，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。
2、變頻技術(shù)保護(hù)功能較為完善，對電機(jī)的保護(hù)監(jiān)控、機(jī)械部件壽命、電網(wǎng)的電流和電壓波動(dòng)都能做到有效控制；
變頻啟動(dòng)較工頻直接啟動(dòng)相比，啟動(dòng)電流僅工頻啟動(dòng)的1/8到1/7，減小啟動(dòng)電流對電網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊。同時(shí)，電流引起的電機(jī)繞組電應(yīng)力和熱量大大降低，延緩電機(jī)壽命的損耗。電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí)，電流劇增的同時(shí)，電壓也會(huì)大幅度波動(dòng)，電壓下降的幅度將取決于啟動(dòng)電機(jī)的功率大小和配電網(wǎng)的容量，電壓下降將會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常。而變頻調(diào)速由于能在零頻零壓時(shí)逐步啟動(dòng)，則能最大程度上消除電壓下降。
變頻器結(jié)合接口電路、外部傳感器、微機(jī)構(gòu)可構(gòu)成完善的監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，完成多種自診斷保護(hù)方案。可實(shí)施的保護(hù)包括：a)主電路、控制電路的欠壓、過電壓保護(hù)；b)輸出電流的欠電流、過電流保護(hù)；c)電動(dòng)機(jī)或逆變器的過載保護(hù)；d)電氣元件的過熱保護(hù)；e)電機(jī)失速保護(hù)。
在機(jī)械部件損耗上，變頻調(diào)速對電機(jī)停止方式的選擇（減速停止、自由停止、減速停止配合直流制動(dòng)等）能夠減少電機(jī)和其聯(lián)動(dòng)機(jī)械部件的沖擊；對轉(zhuǎn)矩極限動(dòng)態(tài)調(diào)整，避免機(jī)械不減少損傷。
3、變頻技術(shù)在節(jié)能、維護(hù)方面有著顯著的優(yōu)勢。
第一，變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小。電機(jī)功率與電流和電壓的乘積成正比，通過工頻直接啟動(dòng)的電機(jī)消耗的功率將大大高于變頻啟動(dòng)所需要的功率；
第二，變頻調(diào)速電機(jī)在低轉(zhuǎn)差率運(yùn)行狀態(tài)，減小電機(jī)自身損耗，工作效率高。同時(shí)，隨應(yīng)用需求的變化，變頻調(diào)速系統(tǒng)可快速動(dòng)態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)速，以最低的電耗。
三、E380在螺桿式冷水機(jī)組上應(yīng)用的方案介紹
E380系列變頻器是四方電氣一款經(jīng)典通用型產(chǎn)品，以其優(yōu)越的性價(jià)比和強(qiáng)大的普適性，廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、風(fēng)機(jī)水泵、冶金、化工、傳輸?shù)葌鲃?dòng)調(diào)速領(lǐng)域，經(jīng)過80多萬臺(tái)的現(xiàn)場使用檢驗(yàn)，該系列產(chǎn)品已成為高可靠性、高穩(wěn)定性的典范。
應(yīng)用特點(diǎn)：
- 標(biāo)配RS485通訊接口，可選MODBUS等通訊協(xié)議、四方自定義協(xié)議，輕松實(shí)現(xiàn)變頻器與中央空調(diào)控制系統(tǒng)互聯(lián)互通。
- 功率范圍1.5kW~400kW，覆蓋中央空調(diào)水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)中的分機(jī)水泵的應(yīng)用和螺桿冷水機(jī)組的應(yīng)用。
- 132kW及以上功率段標(biāo)配直流電抗器，有效提高系統(tǒng)功率因素和降低輸入諧波畸變，消除變頻器引起的高次諧波干擾。
- 獨(dú)特自適應(yīng)控制技術(shù)，自動(dòng)限流和限壓及運(yùn)行中欠壓抑制，實(shí)現(xiàn)變頻器長期無故障可靠運(yùn)行。
- 輸出頻率可達(dá)400Hz，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組速冷速熱，制冷/熱能力提高20-40%，迅速達(dá)到空間設(shè)定溫度，同時(shí)高頻輸出可迅速除霜，縮短除霜時(shí)間，延長制熱時(shí)間，顯著提高制熱效果。
2、系統(tǒng)接線圖及E380變頻器參數(shù)設(shè)置
電氣及其控制系統(tǒng)接線如下圖：
圖1
部分功能參數(shù)設(shè)置如下表：
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功能代碼
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功能名稱
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參數(shù)設(shè)置值
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F0.1
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頻率輸入通道
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2（RS485接口）
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F0.4
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運(yùn)行命令通道
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0001（外部端子控制）
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F0.5
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運(yùn)行命令端子組合方式
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0（二線模式1）
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F0.7
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下限頻率
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6.00Hz
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F0.10
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加速時(shí)間1
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50.0S
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F0.11
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減速時(shí)間1
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50.0S
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F0.16
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載波頻率
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2.5KHz
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F1.0
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V/F曲線類型選擇
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3自定義V/F曲線
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F1.5
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V/F頻率3
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50.00Hz
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F1.6
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V/F電壓3
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95.0%
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F1.7
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V/F頻率2
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25.00Hz
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F1.8
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V/F電壓2
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42.0%
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F1.9
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V/F頻率1
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13.00Hz
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F1.10
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V/F電壓1
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15.0%
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F3.1
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輸入端子2
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17（外部設(shè)備故障）
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F3.8
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繼電器輸出選擇
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16（變頻器故障）
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F4.2
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停機(jī)方式
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1（自由停機(jī)）
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表1
五、安裝調(diào)試指導(dǎo)及注意事項(xiàng)
1、影響調(diào)速范圍的因素
變頻調(diào)速壓縮機(jī)組部分負(fù)荷的能力取決于是被的最低轉(zhuǎn)速，而設(shè)備最低轉(zhuǎn)速的限制是基于機(jī)組的主要組成部件的應(yīng)用限制，例如壓縮機(jī)和電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速，以及冷凍油和制冷對壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速限制的影響。
2、共振問題
所有的旋轉(zhuǎn)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，并在某些轉(zhuǎn)速上產(chǎn)生共振。這些振動(dòng)可以是由壓縮機(jī)或組機(jī)中的某些元器件產(chǎn)生，調(diào)試時(shí)若遇到共振點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)V/F曲線或跳躍頻率，避開共振點(diǎn)。
六、總結(jié)
使用四方E380系列變頻器驅(qū)動(dòng)螺桿壓縮機(jī)組，大大提高了機(jī)組在部分負(fù)荷的能效比。使系統(tǒng)能耗降低，節(jié)省運(yùn)營成本，節(jié)能環(huán)保。變頻調(diào)速技術(shù)在中央空調(diào)螺桿壓縮機(jī)組上節(jié)能應(yīng)用，是市場的發(fā)展趨勢，值得推廣。
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