【正文】 我選取 600RT（冷噸）為此次設(shè)計的滿負(fù)荷制冷量。 設(shè)備型號的選取主要是以制冷量，揚(yáng)程等條件來決定的。此次改造工程為模擬設(shè)計，參閱相關(guān)資料后我做出以下設(shè)計。數(shù)字控制使硬件簡化，柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律，使現(xiàn)代控制理論在運(yùn)動控制系統(tǒng)中應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，易于與上層系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，便于故障診斷、加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)視功能，使系統(tǒng)智能化(如有些變頻器具有自調(diào)整功能 )。近幾年來，國外各大公司紛紛推出以 DSP(數(shù)字信號處理器 )為基礎(chǔ)的內(nèi)核，配以電機(jī)控制所需的外圍功能電 路，集成在單一芯片內(nèi)的稱為 DSP 單片電機(jī)控制器，價格大大降低，體積縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用便捷，可靠性提高。 微處理器的進(jìn)步使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制器的 發(fā)展方向 。 脈寬調(diào)制變壓 變頻器 的控制方法可以采用正弦波脈寬調(diào)制控制、消除指定次數(shù)諧波的 PWM 控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制 (磁鏈跟蹤控制 )。負(fù)載側(cè)變流器對低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器，而對中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。 變頻器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面。變頻器性能的優(yōu)劣，一要看其輸出交流電 壓的諧波對電機(jī)的影響；二 29 要看對電網(wǎng)的諧波污染和輸入功率因數(shù)；三要看本身的能量損耗如何。因此， 變頻器 作為系統(tǒng)的重要功率變換部件，提供可 控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發(fā)展。 變頻器的發(fā)展預(yù)測 變頻器是運(yùn)動控制系統(tǒng)中的功率變換器。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器；如后者則要對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。 2) 過載故障：過載故障包括變頻過載和電機(jī)過載。這時一般可通過延長加減速時間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計、對線路進(jìn)行檢查。 常見故障分析 1) 過流故障：過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。 電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電 機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。 最高運(yùn)行頻率：一般的變頻器最大頻率到 60Hz，有的甚至到 400 Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對普通電機(jī)來說，其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。 28 最低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時，其散熱性能很差，電機(jī)長時間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。 控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、 PID控制或其他方式。 2) 為了提高接線的簡易性和可靠性，推薦信號線上使用壓線棒端子。 1) 模擬量控制信號線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線， 電線規(guī)格為 。該信號與變頻器之間的控制回路線最長不得超過50m。距離應(yīng)在 30cm以上。 ：在化工行業(yè)這種情況比較多見，此時可以將變頻柜放在控制室中。 II. 防塵：所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物進(jìn)入，防塵網(wǎng)應(yīng)該設(shè)計為可拆卸式，以方便清理，維護(hù)。 、電鍍電源時，變頻器本身會因為干擾而出現(xiàn)保護(hù)，則考慮整個系統(tǒng)的電源質(zhì)量問題。 2) 電磁干擾問題： ，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧 27 波會通過供電回路進(jìn)入整個供電網(wǎng)絡(luò)，從而影響其他儀表。在變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主，約占 98%，控制電路占 2%。變頻器與控制柜之間電氣相通。變頻器的接地應(yīng)和動力設(shè)備的接地點(diǎn)分開，不能共地。 變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。可以用變 頻器本身的過載保護(hù)代替熱繼電器。 ：電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾波器是安裝在變頻器的輸出端，減少變頻器輸出的高次諧波，當(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)該安裝濾波器。與變頻器有關(guān)的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。同時應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。 II. 控制電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。 線方法 。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。設(shè)備運(yùn)行一段時間后，應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)?；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。 IV. 振動和沖擊。 。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。 II. 環(huán)境 溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為 0～ 55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在 40℃以下。 6) 對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。 ；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。 2) 變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。 2％，無 PG反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（ ＋ 3％）；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時（包括 0速度時），可輸出 150％～ 200％轉(zhuǎn)矩。具體方法是： —— 控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實(shí)現(xiàn)無速度傳感器方式； —— 自動識別（ ID）依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對電機(jī)參數(shù)自動識別； —— 算出實(shí)際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時控制； —— 實(shí)現(xiàn) Band— Band 控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的 Band— Band控制產(chǎn)生 PWM 信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。該技 術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。由于矩陣式交 — 交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。它不需要將交流電動機(jī)等效為直流電動機(jī)， 因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換 24 中的許多復(fù)雜計算；它不需要模仿直流電動機(jī)的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動上。 （ DTC）方式 1985年，德國魯爾大學(xué)的 DePenbrock 教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。其實(shí)質(zhì)是將交流電動機(jī)等效為直流電動機(jī)，分別對速度，磁場兩個分量進(jìn)行獨(dú)立控制。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒 有 引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。 （ SVPWM）控制方式 它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想 圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。另外，其機(jī)械特性終究沒有直流電動機(jī)硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。 23 （ SPWM）控制方式 其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的 平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 低壓通用變頻輸出電壓為 380～ 650V，輸出功率為 ～ 400kW，工作頻率為 0～ 400Hz的 主要 電路采用交 — 直 — 交電路。 由式 (1)可知，轉(zhuǎn)速 n與頻率 f成正比， 只要改變頻率 f即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f在 0～ 50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。 （ 1）點(diǎn)動運(yùn)行： （ 2）多段速運(yùn)行 （ 3）模擬量電壓 （ 4）模擬量電流 （ 5）操作面板旋鈕 （ 6）脈沖給定 （ 7）直 接設(shè)定頻率 2．起停 （ 1）啟動頻率 （ 2）自有停車 3．加減速 4．限幅 5．輸出電壓 6．轉(zhuǎn)差補(bǔ)償 包括電子熱繼電器，再同步，失速，異常停車，欠壓過壓，過流，堵轉(zhuǎn)故障恢復(fù)，外部信號，跳閘。 包括頻率設(shè)定、起 停、加減速、限幅、輸出電壓、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償。二是出現(xiàn)直流制動 信號，且無運(yùn)轉(zhuǎn)信號。延續(xù)時間結(jié)束后系統(tǒng)轉(zhuǎn)為停止?fàn)顟B(tài)。 當(dāng)系統(tǒng)處于直流制動時，三相輸出相同的固定占空比，大小為 Pdb，或?qū)懗蒝db，變化范圍 0~15%，故稱作直流制動轉(zhuǎn)距。 當(dāng)系統(tǒng)處 于停車時，三相輸出占空比均為 0。 3．在兩種特殊情況下 ，而是一個常數(shù)。中間要經(jīng)過一段停止時間 Tfrd，以避免疊加現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，給電動機(jī)上加的電壓的方向是不可突變的。感應(yīng)電勢大小和方向是由電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向決定的。抵消一部分外加電壓。如果 U領(lǐng)先 V20度，稱為正轉(zhuǎn)，若 V領(lǐng)先 U120度稱為反轉(zhuǎn)。 2． CPU輸出的占空比周期變化的脈沖列的幅值范圍為 0~5V，經(jīng)過隔離和功率放大，夾在交流電機(jī)上。輸出電壓經(jīng)阻容濾波后，示波器上觀察為馬鞍型波。 1．變頻器輸出的是高頻脈沖列信號，載波頻率為 5V~20V,間隔 。c,專用變頻器。 21 a,通用變頻器 。 a，電流型變頻器； b，電壓型變頻器。 直流環(huán)節(jié)的儲能元件是電感線圈。 變頻器輸出電壓的大小通過改變輸出脈沖的占空比來進(jìn)行調(diào)制。目前迅速地普及應(yīng)用的主要是這一種。 直 交變頻器 先把頻率固定的交流電經(jīng)過整流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。 變頻器的分類 按變換環(huán)節(jié)分類 交變頻器 把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。變頻器就是將頻率固定的交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的三 相交流電源。它將隨著功率元件和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)上做到體積小，重量輕：性能上優(yōu)于以往的變極調(diào)速，串阻調(diào)速，串極調(diào)速，滑差電機(jī)調(diào)速等交流電機(jī)調(diào)速方式，并且將會逐步以這種嶄新的調(diào)速技術(shù)取代直流電機(jī)調(diào)速。改變冷凍水、冷卻水的參數(shù)，勢必對各個部件的性能產(chǎn)生影響。冷卻塔頂部裝有通風(fēng)機(jī)，使空氣以一定的流速由下而上通過填料層，以加強(qiáng)水的蒸發(fā)冷卻效果。前者只適用于空氣溫度較低、相對濕度較小的地區(qū)應(yīng)用，而后者是目前應(yīng)用極為廣泛的一種水冷卻設(shè)備。大、中型制冷系統(tǒng)的冷凝器多以水為冷卻介質(zhì)。 制冷劑在冷凝器中進(jìn)行冷卻凝結(jié)過程中放出的熱量，一般通過空氣和水帶走。被冷卻的水用噴嘴、布水器或配水盤分配至冷卻塔內(nèi) 19 部填料處，大大增加水與空氣的接觸面積。這些裝置的一次性投資大，且風(fēng)機(jī)耗能很高。干式冷卻塔中空氣與水的換熱是通過由金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?，?管內(nèi)水的熱量傳輸給散熱器外流動的空氣。因此，濕式冷卻塔需要有供給水的水源。但是，水因蒸發(fā)而造成損耗；蒸發(fā)又使循環(huán)的冷卻水含鹽度增加，為了穩(wěn)定水質(zhì)，必須排掉一部分含鹽度較高的水；風(fēng)吹也會造成水的飄散損失。用這種方式冷卻的稱為濕式冷卻塔。 冷卻塔 冷卻塔的作用是將挾帶熱量的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行換熱，使熱量傳輸給空氣并散入大氣。亦即，采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟(jì)，設(shè)備運(yùn)行工況也將得到明顯改善。 18 100%降至 50%時，采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)將比原來的閥門調(diào)節(jié)節(jié)省 BCH2H1’所對應(yīng)的功率大小，節(jié)能率在 75%以上。比較采用閥門開度調(diào)節(jié)和水泵轉(zhuǎn)速控制，顯然使用水泵轉(zhuǎn)速控制更為有效合理，具有顯著的節(jié)能效果。在閥門全開，只有管網(wǎng)阻力的情況下，系統(tǒng)滿足現(xiàn)場的流量要求，能耗勢必降低。η b）為 1，則水泵由 A點(diǎn)移至 B點(diǎn)工作時，電機(jī)節(jié)省的功耗為 AQ1OH1和 BQ2OH2 的面積差。其中， P、 Q、 H、η c、η b 分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、傳動裝置效率，直接傳動為 1。 H／（η c Q1 減小 50%至 Q2時，閥門開度減小使管網(wǎng)阻力特性由 2變?yōu)?3，系統(tǒng)工作點(diǎn)沿方向 1由原來的 A點(diǎn)移至 B 點(diǎn)；受其節(jié)流作用壓力 H1變?yōu)?H2。 節(jié)能分析 以一臺水泵為例，它的出口壓頭為 H