一、直流變頻壓縮機調(diào)速原理
直流變頻壓縮機采用的是直流電動機,其轉(zhuǎn)速方程為:
n=U-Te
KEeg F0
式中:n-電動機實際轉(zhuǎn)速
U-電動機電柜電壓,即端電壓
KEeg-電動機等效反電勢常數(shù)
Te-電動機額定電磁轉(zhuǎn)矩
F0-零阻抗電源電動機阻尼系數(shù)
由此可見,直流變頻壓縮機可以直接通過改變直流電動機的端電壓即能獲得理想調(diào)速,轉(zhuǎn)速并實行閉環(huán)控制。
二、交流變頻壓縮機調(diào)速原理
交流變頻壓縮機采用的是交流異步感應(yīng)電機,其轉(zhuǎn)速方程為:
n=60f1(1-S)=n1(1-S)
P
式中:n-電動機實際轉(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-電動機極對數(shù)
由此可見,只須改變f1,就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速n,這就是變頻調(diào)速。
考慮到三相異步電動機相電壓為:
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),電動機結(jié)構(gòu)確定的常量
Kw1-基波繞組系數(shù),電動機結(jié)構(gòu)確定的常量
φm-每相氣隙磁通
而電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為:
M=12CmφmCOSφ
式中:M-電動機電磁轉(zhuǎn)矩
Cm-電動機常數(shù)
φ-相位角
由此可見,如果電動機端電機U1不變,頻率f1增強時,將使氣隙磁通φm減小;由于φm的減小將導(dǎo)致電動機輸出轉(zhuǎn)矩M的下降,使電機的利用率下降;同時,電機的最大轉(zhuǎn)矩也將下降,嚴重會使電動機堵轉(zhuǎn)。相反,如果電動機端電壓U1不變,頻率f1減小時,將使氣隙磁通φm增加,這將使磁路飽和,勵磁電流上升,導(dǎo)致?lián)p耗急劇增加。因此,在許多實際應(yīng)用中,為維持調(diào)速時電動機的最大轉(zhuǎn)矩不變,需要保持恒定磁通,這就要求在改變頻率的同時改變定子端電壓。
據(jù)此分析,交流變頻空調(diào)壓縮機的異步電動機理想的調(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);以充分利用電動機的能力。
b、基速以上調(diào)速采用恒功率控制方式,確保電動機端電壓在允許范圍內(nèi)。
事實上,調(diào)速時應(yīng)滿足交流變頻壓縮機給出的V/f曲線規(guī)定要求。