一、直流變頻壓縮機(jī)調(diào)速原理
直流變頻壓縮機(jī)采用的是直流電動(dòng)機(jī),其轉(zhuǎn)速方程為:
n=U-Te
KEeg F0
式中:n-電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速
U-電動(dòng)機(jī)電柜電壓,即端電壓
KEeg-電動(dòng)機(jī)等效反電勢常數(shù)
Te-電動(dòng)機(jī)額定電磁轉(zhuǎn)矩
F0-零阻抗電源電動(dòng)機(jī)阻尼系數(shù)
由此可見,直流變頻壓縮機(jī)可以直接通過改變直流電動(dòng)機(jī)的端電壓即能獲得理想調(diào)速,轉(zhuǎn)速并實(shí)行閉環(huán)控制。
二、交流變頻壓縮機(jī)調(diào)速原理
交流變頻壓縮機(jī)采用的是交流異步感應(yīng)電機(jī),其轉(zhuǎn)速方程為:
n=60f1(1-S)=n1(1-S)
P
式中:n-電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速
n1-定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速
f1-定子供電頻率
S-轉(zhuǎn)差率
P-電動(dòng)機(jī)極對數(shù)
由此可見,只須改變f1,就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n,這就是變頻調(diào)速。
考慮到三相異步電動(dòng)機(jī)相電壓為:
U1≈E1=4.44f1w1Kw1φm
式中:U1-定子相中壓,即端電壓
E1-定子相電勢
w1-定子相繞組總匝數(shù),電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)確定的常量
Kw1-基波繞組系數(shù),電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)確定的常量
φm-每相氣隙磁通
而電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為:
M=12CmφmCOSφ
式中:M-電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩
Cm-電動(dòng)機(jī)常數(shù)
φ-相位角
由此可見,如果電動(dòng)機(jī)端電機(jī)U1不變,頻率f1增強(qiáng)時(shí),將使氣隙磁通φm減小;由于φm的減小將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩M的下降,使電機(jī)的利用率下降;同時(shí),電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩也將下降,嚴(yán)重會使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)。相反,如果電動(dòng)機(jī)端電壓U1不變,頻率f1減小時(shí),將使氣隙磁通φm增加,這將使磁路飽和,勵(lì)磁電流上升,導(dǎo)致?lián)p耗急劇增加。因此,在許多實(shí)際應(yīng)用中,為維持調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變,需要保持恒定磁通,這就要求在改變頻率的同時(shí)改變定子端電壓。
據(jù)此分析,交流變頻空調(diào)壓縮機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)理想的調(diào)速方案應(yīng)該為:
a、基速以下調(diào)速采用恒磁通控制方式,即保持U1/f1=常數(shù);以充分利用電動(dòng)機(jī)的能力。
b、基速以上調(diào)速采用恒功率控制方式,確保電動(dòng)機(jī)端電壓在允許范圍內(nèi)。
事實(shí)上,調(diào)速時(shí)應(yīng)滿足交流變頻壓縮機(jī)給出的V/f曲線規(guī)定要求。