三相异步电动机软启动系统.docx
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三相异步电动机软启动系统
浅析变频空调技术的发展与应用
摘要
本论文主要是对变频空调的原理、新技术、空调的结构、空调的日常保养进行简单的分析讨论。
变频空调器的最大特点在于其节能、舒适、制热效果好。
从节能方面来说,随着技术的发展与成熟,变频空调器已由最初的交流变频空调器、直流变频空调器发展到现在pam(脉冲调幅)空调器。
变频空调之所以有这么大的优势也是在于它自身无可比拟的优点,简单的介绍其优点主要是:
采用低频启动,启动电流小对电网的干扰小,省电节能;能快速制冷、制暖;启动后长期运转温度控制精度可达到±0.5℃。
关键词:
新技术变频发展应用
Abstract
Thispaperistheprincipleoffrequencyconversionair-conditioning,newtechnologies,thenstructureofair-conditioning,air-conditioningmaintenancetocarryoutsimpleday-to-dayartananalysisofthediscussion.Themostimportantfeatureofvariablefrequencyairconditionerinitsenergy-saving,comfortable,goodheatingeffect.Fromtheenergypointofview,asthetechnologdevelopmentandmaturity,frequencyconversionair-conditionerfromtheoriginalAinverterairconditioner,Dcinverterairconditionerdevelopedtopamairconditioner.Inverterairconditioneradvantages:
theuseoflow-frequencystart,startingcurrentofthepowersystemsmalldisturbancesmall,energy-savingpower;fastrefrigeration,heatingSystem;startfunctioningafterthelong-termtemperaturecontrolprecisioncanreach±0.5℃.
Keywords:
newtechnologyfrequencyconversiondevelopmentapplication
4.3变频空调优点.............................................11
绪论
空调行业的发展是未来我们大家都十分关注的问题,尤其是对于变频空调新技术的研究和探索更是我们大家所面对的巨大困难,但是时代的进步与人类对于新技术的探索给了我们很大的信心去挑战这一领域。
随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,人的居住空间逐渐增大,人们对工作、娱乐和居住环境也越来越高,变频空调开始逐渐普及,许多已陆续进入市场。
其中,许多新型空调不但价格低廉,而且功能多、性能好、能耗低、噪声小,能使居室空气清新,盛夏不热,严冬不冷。
尤其是变频空调的出现,弥补了以前空调存在的缺陷,它以其自身的优点来更好的帮助我们改善周围的生活环境;同时,空调产品更新换代的速度加快,各色中外品牌型号琳琅满目。
空调在人们的生活中已成为不可缺少的电器产品,因此近年来对空调的研究与开发也成为众多空调生产厂家最为关心的部分。
第一章制冷空调技术综述
1.1空调发展的概述
制冷技术是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度,并保持在规定低温状态。
它随着人们对低温条件的要求和社会的提高不断发展的。
如今,制冷技术的应用已经涉及到国民经济各部门以及人们的日常生活,主要应用在空气调节、食品冷藏、生产工艺等部门。
制冷的历史要早到公元前五世纪,那时候的人们用天然冰,机械制冷到十八世纪才得到发展,十八世纪三十年代出现了用电制冷,采用人工制冷的蓄冷空调大约出现在1930年前后,最初用于影剧院、乳品加工厂等短时间使用降温、负荷集中的场所,目的是为了减少制冷机容量和制冷设备的购置费用。
在我国制冷工业起步与建国初期,在“一五”计划期间(1956年),建立在制冷技术基础上的我国空提哦啊制造业仅约25年历史,但发展迅猛,现已发展成与工业、农业、科技、国防现代化建设及人民生活密不可分的产业。
随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,人的居住空间逐渐增大,人们对工作、娱乐和居住环境也越来越高,中央空调开始逐渐普及,许多新型中央空调已陆续进入市场。
其中,许多新型空调不但价格低廉,而且功能多、性能好、能耗低、噪声小,能使居室空气清新,盛夏不热,严冬不冷。
尤其是中央空调的大规模应用,在大型的宾馆、医院、集会场所、商场、娱乐场所、办公场所。
随着科学技术的进步和我国“入世”后进出口贸易的增长,空调产品更新换代的速度加快,各色中外品牌型号琳琅满目。
空调在人们的生活中已成为不可缺少的电器产品,因此近年来对空调的研究与开发也成为众多空调生产厂家最为关心的部分。
1.2空调的分类
1.2.1按照使用目的分类
舒适性空调:
要求温湿度适宜,环境舒适,如房间、办公室、影剧院、体育馆、汽车、船舶空调等。
工艺性空调:
对温湿度有一定的精度要求,有的还有空气清洁度精度要求,如生物实验室、半导体元件生产车间、有要求的净化车间、计算机房空调等。
1.2.2按照空气处理方式分类
集中式(中央)空调:
空气处理设备全部集中在一个中央空调机里,处理过的空气通过送风管送入各个房间的空调机。
这种系统管理和维修方便,设备的消音和减振比较容易,适用于空调面积大,房间集中,而且各室热湿负荷比较接近的场合。
局部式空调:
每个房间的空气处理分别由各自的空调机承担的空调。
空调机可直接装在房间或邻室里,就地处理空气。
适用于空调面积小、房间分散、热湿负荷差别大的场合,空调机的制冷和加热装置可以是分散在各室并与空调机结合在一起的独立式空调机组,也可以是集中供给栽冷(热)剂的冷水(而水)机组与分散在各室的风机盘管式空调机的组合系统。
半集中式空调:
即有中央空调机和有各室处理空气的末端装置组合成的空调系统。
这种系统比较复杂,可达到较高的调节精度。
1.3空调型号标识
国家统一的空调型号的命名方法是“①②③—④⑤⑥/⑦⑧”,每个位置上字母或数字所代表的意义解释如下:
位置①为字母:
表示空调的产品代号,K——家用空调;
位置②为字母:
表示空调的结构形式,分体式——F;
位置③为字母:
表示空调的功能代号(单冷型无此代号),
热泵式——R;
电热式——D;
热泵辅助电加热混合式——Rd。
KF——分体壁挂单冷式空调;
KFR——分体壁挂冷暖式空调;
KC——窗式空调;
LW——落地式空调(柜机)
位置④为数字,表示空调的额定制冷量,用二位阿拉伯数字,制冷量在10000W以下的,其单位为100W,制冷量≥2500W时,单位为1000W;
位置⑤为字母,表示分体式室内机组结构代号整体式结构分类代码,
壁挂式——G;
落地式——L;
天井式——T;
嵌入式——Q。
位置⑥为字母,表示分体式空调的室外机组代号,用W表示。
位置⑦为字母,表示改进型代号,分为A、B、C、D……
位置⑧为字母或阿拉伯数字,表示工厂设计序号和特殊功能代号等,
如:
变频技术——BP;遥控——Y。
注:
第①位与第②位之间,省略了表示气候类型的代号“T1”,T1型气候环境最高温度为43度。
举例:
KFR-26GW/DY-GA(E5)
K——房间空调器;
F——分体式;
R——热泵型;
26——制冷量2600W;
G——挂壁式;
W——室外机代号;
GA——空调类型(空调型号);
E5——能效等级。
第二章变频空调的概念
2.1变频空调的发展前景
所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。
众所周知,我国的电网电压为220伏、50赫兹,在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。
由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,依靠不断地“开、停”压缩机来调整室内温度,其一开一关之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。
而与之相比的“变频空调”变频器改变压缩机供电频率,调节压缩机转速,依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,室温波动小、电能消耗少,其舒适度得到较大提高。
运用变频控制技术的变频空调,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要温度,并在低转速、低能消耗状态下以较小的温差波动,实现了快速、节能和舒适控温效果。
2.2变频空调的定义
简单地说变频空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。
压缩机是空调的心脏,其转速直接影响到空调的使用效率,变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统,使之始终处于最佳的转速状态,从而提高能效比(比常规的空调节能20%~30%)。
变频空调具有以下特点:
(1)启动电流小,转速逐渐加快,启动电流是常规空调的1/7;
(2)没有忽冷忽热的毛病,因为变频空调是随着温度接近设定温度而逐渐降低转速,逐步达到设定温度并保持与冷量损失相平衡的低频运转,使室内温度保持稳定;
(3)噪声比常规空调低,因为变频空调采用的是双转子压缩机,大大降低了回旋不平衡度,使室外机的振动非常小,约为常规空调的1/2;
(4)制冷、制热的速度比常规空调快1~2倍。
变频空调采用电子膨胀节流技术,微处理器可以根据设置在膨胀阀进出口、压缩机吸气管等多处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度,以达到快速制冷、制热的目的。
2.3工作原理
“变频”采用了比较先进的技术,启动时电压较小,可在低电压和低温度条件下启动,这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况,有一定的改善作用。
由于实现了压缩机的无级变速,它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。
众所周知,我国的电网电压为220伏、50赫兹,在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。
由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度,其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。
而与之相比,“变频空调”变频器改变压缩机供电频率,调节压缩机转速。
依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,室温波动小、电能消耗少,其舒适度大大提高。
而运用变频控制技术的变频空调,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动,实现了快速、节能和舒适控温效果。
供电频率高,压缩机转速快,空调器制冷(热)量就大;而当供电频率较低时,空调器制冷(热)量就小。
这就是所谓“定频”的原理。
变频空调的核心是它的变频器,变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术,它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节,把50Hz的固定电网频率改为30-130Hz的变化频率,使空调完成了一个新革命。
同时,还使电源电压范围达到142V至270V,彻底解决了由于电网电压的不稳定而造成空调器不能正常工作的难题。
变频空调每次开始使用时,通常是让空调以最大功率、最大风量进行制热或制冷,迅速接近所设定的温度。
由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式,增大了在低温时的制热能力,最大制热量可达到同、同级别空调器的1.5倍,低温下仍能保持良好的制热效果。
此外,一般的分体机只有四档风速可供调节,而变频空调器的室内风机自动运行时,转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化,由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理,实现了低噪音的宁静运行。
当空调高功率运转,迅速接近所设定的温度后,压缩机便在低转速、低能耗状态运转,仅以所需的功率维持设定的温度。
这样不但温度稳定,还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减,而且耗电量大大下降,实现了高效节能。
2.4变频空调的优点
(1)节能:
由于变频空调通过内装变频器,随时调节空调机心脏——压缩机的运转速度,从而做到合理使用能源;
(2)噪音低:
由于变频空调运转平衡,震动减小,噪音也随之降低;
(3)温控精度高:
它可以通过改变压缩机的转速来控制空调机的制冷(热)量。
其制冷热量有一个变化幅度,如36GW变频的制冷量变化为360-400W,制热量变化为300-6800W,因此室内温度控制可精确到±1℃,使人体感到很舒适;
(4)调温速度快:
当室温和凋定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大的功率
作,使室温迅速上升或下降到调定温度,制冷(热)效果明显;
(5)电压要求低:
变频空调对电压的适应性较强,有的变频空调甚至可在150-240V电压下启动;
(6)环境温度要求低:
变频空调对环境温度的适应性准强,在的甚至可在一15t的环境温度下启动;
(7)一拖二智能控温:
它可智能地辨别房间大小并分配冷(热)量,使大小不同的房间保持同样的温度。
2.5变频空调的选购和使用
由于变频空调器是采用由电脑控制的变频器与变频压缩机组成的高技术产品,用户在选购、安装和使用时应注意以下几点:
(1)在选购时,根据房间面积来确定所选变频空调器匹数的大小(一般一匹变频空调器可用于14平方米左右的房间),尽量避免在超面积情况下使用;
(2)在安装、维修过程中,当需添加制冷剂时,应先将空调器设定在试行方式下运行或通过调节设定温度的方式使变频压缩机工作于50HZ状态下,然后按量加入制冷剂;
(3)变频空调的室外机有微电脑控制的变频器,其印刷电路板在高温及潮湿的环境中较易损坏,因此其室外机应安装在干燥通风处,避免日光曝晒和雨淋。
如发生开机后室外机自动停机现象,应立即停机进行修理以免故障扩大;
(4)在日常使用中不要将温度设置过低,以避免空调器长期处于高速运行状态。
最好设置在自动运行方式,这样既能快速制冷又能节电
第三章浅析变频空调新技术
3.1变频器工作原理简介
3.1.1变频器的定义
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
3.1.2变频器的组成
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
3.1.3工作原理
变频空调的原理就是通过改变电源的频率来改变压缩机的转速,从而可以根据室内外温度来调节空调的制冷量。
在空调器中,变频技术是一项新兴的技术,它是通过变频器改变电源频率,从而改变压缩机的运转转速的一种技术。
变频器主要分为晶体管变频器和可控硅变频器两种。
现将其工作原理作一个简单介绍。
变频空调器是由驱动电路、室外机电源电路、室内机电源电路、室外机风扇电机控制电路、室内外机通信电路、单片微电脑及其外围构成的主控电路等组成。
交流变频空调器的工作原理是:
变频技术是通过变频器改变电源频率,从而改变压缩机的转速的一种技术.通过变频器先进行交流到直流的变换,再通过变频器进行直流到交流的变换,从而控制交流电机的转速。
而对变频器的控制是通过传感器将室内温度信息传递给微电脑,输出一定频率变化的波形,控制变频器的频率。
当室内急速降温或急速升温时,室内空调负荷加大,压缩机转速加快,制冷量按比例增加,相反,当室内空调负荷减少时,压缩机正常运转或减速。
直流变频空调器的工作原理是把50Hz工频交流电源转换为直流电源,并送至功率模块主电路,功率模块也同样受微电脑控制,所不同的是模块所输出的是电压可变的直流电源,压缩机使用的是直流电机,所以直流变频空调器也可以称为全直流变速空调器。
直流变频空调器没有逆变环节,在这方面比交流变频更加省电。
变频空调器的制冷系统与普通空调器基本相同,不同的是控制制冷剂流量的毛细管被电子膨胀阀所取代。
电子膨胀阀是一种由单片微电脑控制脉冲步进电机正反旋转带动一个可控制开度的阀门,阀门的开度除了与压缩机转速有关外,还与管路上的传感器有关。
变频空调器的节流采用电子膨胀阀,空调器的室外机组在膨胀阀进出口。
压缩机吸气管等多处设有温度传感器,并将其采样信息输送至室外机组微电脑控制器。
微电脑则经过分析判断,可以及时控制阀门的开启度,随时改变氟里昂的流量,使压缩机的转速与膨胀阀的开度相适应,使压缩机的输送量与通过阀的供液量相适应,使蒸发器的能力得到最大程度的发挥。
此外,采用电子膨胀阀作为节流元件,可以作到制热时化霜不停机。
空调器利用压缩机排气的热量先向室内供热,余下的热量输送到室外,将换热器翅片上的霜化掉。
变频空调压缩机的转速(排气量)是可变的,为了使制冷效率更高,最好使压缩机的转速与制冷剂的流量(阀门的开度)相适应。
3.2变频空调特点
(1)启动电流小,转速逐渐加快,启动电流是常规空调的1/7;
(2)没有忽冷忽热的毛病,因为变频空调是随着温度接近设定温度而逐渐降低转速,逐步达到设定温度并保持与冷量损失相平衡的低频运转,使室内温度保持稳定;
(3)噪声比常规空调低,因为变频空调采用的是双转子压缩机,大大降低了回旋不平衡度,使室外机的振动非常小,约为常规空调的1/2;
(4)制冷、制热的速度比常规空调快1~2倍。
变频空调采用电子膨胀节流技术,微处理器可以根据设置在膨胀阀进出口、压缩机吸气管等多处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度,以达到快速制冷、制热的目的。
3.3发展前景
从近几年市场情况来看,2000年~2002年三年内,变频空调器在中国并没有得到很好的发展。
这其中的主要原因是在这三年内,中国市场上的定速空调器价格下降过快,导致了定速空调与变频空调的差价过大。
虽然近几年,中国市场的变频空调器的实际销量也有所增长,但增长速度却慢于整个空调市场的增长速度。
近几年,变频空调器虽经一些企业努力推进,但是由于技术进步需要一定的时间,这直接导致了变频空调器的价格与中国的消费水平不能吻合。
在国外,比如欧洲,空调产品进入市场须贴有节能标识,产品要根据其节能等级进行定价。
而国内在空调产品节能上还没有什么严格的要求,因此,以“节能”为最大优势的变频空调器在市场上的价格得不到认可。
2003年,变频空调器在中国市场已拥有了快速发展的条件,占景天时、地利、人和”。
所谓天时,是指变频技术正在走向成熟,这体现在变频空调器的价格有了下调的空间。
所谓地利,是指目前中国消费者的消费水平较之前几年已有较大提高。
而所谓人和,则是指已经有越来越多的企业加入到变频空调器的生产销售队伍之中。
变频空调器在中国市场的前景无疑是美好的,但有一个时间问题。
而在消费者逐步接受的过程中,各厂家应该积极发挥主观能动性,去帮助消费者认识、认可“变频”。
对此,生产厂家之间以及生产厂家与商家、媒体之间应该加强合作,加强对变频空调器的宣传推广,使消费者对变频空调器的好处有一个正确全面的认识;从而才能使变频空调真正的在各个市场上得以立足。
第四章变频器的工作原理图,优点及其变频全系列
4.1变频空调工作原理图
鉴于在外实习的期间我主要接触的是美的空调,所以下面介绍的是美的变频空调的工作原理图
图1变频部分的基本构成
图2变频部分的电路图
图3变频的各种调试方式图
图4变频器在空调改造中的应用图
4.2变频空调工作原理
“变频”采用了比较先进的技术,启动时电压较小,可在低电压和低温度条件下启动,这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况,有一定的改善作用。
由于实现了压缩机的无级变速,它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。
众所周知,我国的电网电压为220伏、50赫兹,在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。
由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度,其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。
而与之相比,“变频空调”变频器改变压缩机供电频率,调节压缩机转速。
依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,室温波动小、电能消耗少,其舒适度大大提高。
而运用变频控制技术的变频空调,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动,实现了快速、节能和舒适控温效果。
供电频率高,压缩机转速快,空调器制冷(热)量就大;而当供电频率较低时,空调器制冷(热)量就小。
这就是所谓“定频”的原理。
变频空调的核心是它的变频器,变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术,它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节,把50Hz的固定电网频率改为30至130Hz的变化频率,使空调完成了一个新革命。
同时,还使电源电压范围达到142V至270V,彻底解决了由于电网电压的不稳定而造成空调器不能正常工作的难题。
变频空调每次开始使用时,通常是让空调以最大功率、最大风量进行制热或制冷,迅速接近所设定的温度。
由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式,增大了在低温时的制热能力,最大制热量可达到同、同级别空调器的1.5倍,低温下仍能保持良好的制热效果。
此外,一般的分体机只有四档风速可供调节,而变频空调器的室内风机自动运行时,转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化,由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理,实现了低噪音的宁静运行。
当空调高功率运转,迅速接近所设定的温度后,压缩机便在低转速、低能耗状态运转,仅以所需的功率维持设定的温度。
这样不但温度稳定,还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减,而且耗电量大大下降,实现了高效节能。
4.3变频空调的优点
4.3.1节能:
由于变频空调通过内装变频器,随时调节空调机心脏——压缩机的运转速度,从而做到合理使用能源;
4.3.2噪音低:
由于变频空调运转平衡,震动减小,噪音也随之降低;
4.3.3温控精度高:
它可以通过改变压缩机的转速来控制空调机的制冷(热)量。
其制冷(热)量有一个变化幅度,如36GW变频的制冷量变化为360-400W,制热量变化为300-6800W,因此室内温度控制可精确到±1℃,使人体感到很舒适;
4.3.4调温速度快:
当室温和凋定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大的功率工作,使室温迅速上升或下降到调定温度,制冷(热)效果明显;
4.3.5电压要求低:
变频空调对电压的适应性较强,有的变频空调甚至可在150-240V电压下启动;
4.3.6环境温度要求低:
变频空调对环境温度的适应性准强,在的甚至可在一15t的环境温度下启动;
4.3.7一拖二智能控温:
它可智能地辨别房间大小并分配冷(热)量,使大小不同的房间保持同样的温度。
4.3.8变频空调采用了变频压缩机,变频空调可根据房间冷(热)负荷的变化自动调整压缩机的运转频率。
当负荷小时运转频率低,此时压缩机消耗的功率小,同时避免了频繁开停,从而更加省电。
4.4美的变频空调
表4-1
变频空调全系列
功能及创新点
银河C180
1、三维立体送风设计,全方位舒适送风
创新的两侧+顶部组合的三维送风设计,既满足了柜机大范围超远距离送风的需求,也满足了柜机时尚平面外观设计风格。
2、Auto-check二氧化碳检测系统,时刻监测室内空气质量换气是美的空调专利功能,已经应用到部分的空调,一直以来得到市场充分认可,换气也成为了空调最重要的健康功能,在“银河C180”上引入了高科技的室内空气检测功能,智能控制换
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