变频器在冷冻机上的应用

在当代今社会，随着制冷工业的发展，制冷的应用也日益广泛，现已渗透到人们的生活、生产、科学研究活动的各个领域，并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大的作用，从日常的衣、食、住、行，到尖端科学技术都离不开制冷。

螺杆式制冷压缩机简介：

螺杆式制冷压缩机，是指用带有螺旋槽的一个或两个转子（螺杆）在气缸内旋转使气体压缩的制冷压缩机，属于工作容积作回转运动的容积型压缩机。

螺杆式制冷压缩机的能量调节方法主要有吸入节流调节、转停调节、变频调节、滑阀调节、柱塞阀调节等。目前普遍采用的能量调节方式是滑阀调节，这种调节方法是在螺杆压缩机的机体上，安装一调节滑阀，成为压缩机机体的一部分。它是通过滑阀的移动使压缩机阴、阳转子的齿间基元容积在齿面接触线从吸气端向排气端移动的前一段时间内，通过滑阀回流孔仍与吸气孔口相通，并使部分气体回流到吸气孔口，即改变转子的有效工作长度，来达到能量调节的目的。调节范围一般是10%～100%内的无级调节。调节过程中，功率与输气量在50%以上的负荷运行时几乎是成正比关系 ，但在50%以下是，性能系数则相应会大幅度下降，显得经济性较差。螺杆式制冷压缩机的电机功率一般都在100kw以上，由于电机转速并未改变，造成在滑阀调节过程中，耗电功率较大，所以冷库存在着比较严重的“大马拉小车”现象。

螺杆式制冷压缩机的变频调节：

食品的冷冻、冷藏要使用冷冻机，因此，在食品行业，制冷机的使用是非常普遍的，随着变频技术的发展，变频器也正越来越多的用用于制冷机的控制当中。

1、变频器使用的目的

对制冷机内的压缩机采用变频控制（压缩机能力可变控制），可以使制冷机对于冷冻负载的变动始终以接近设计条件的高效率进行运行。变频器控制制冷机的主要优点如下：

1)节能：相应于冷却负载的变化改变压缩机转速，使其始终运行在最佳点。从而减少所需动力。

2)恒温：采用连续的容量控制可使冷藏品温度变化很小。另外，即使对于临时的冷却负载增加，也可以依靠加速来减小冷藏品的温度变化。

3)冷冻能力的改善：密闭式电机直接连接的压缩机在50Hz地区的能力只有60Hz地区的80％，而变频器控制则可以，做到与电源频率无关，始终保持一定的能力。

4）软起：变频器的启动时间是可以根据现场情况自定义，可以减少工频启动对电网的大电流冲击，延长机械部分的使用寿命。

2、制冷压缩机的变频控制

以单台为例说明如下：根据现场工艺的要求，变频器要实现外部控制、应有工变频启动两套系统、变频故障报警功能、外接电流表监视电机电流（或输入电流）等。

其控制线路图如下：

X1--COM 变频器外部启动/停止信号

R1A--R1C 变频器故障报警输出

A1V--GND 外接电流表，做监视输入或者输出侧电流

10V--AI1--GND 外部电位器调速

制冷机基本上是恒转矩特性，所以只要使变频器输出电压与频率成比例就行了。但是制冷机结合实际机的使用范围广，一般都与电机的设计条件不完全一致。在运行条件上电压也需要改变，最终仍需要实验确定最佳V/F模式。另外，为了改善加速时的效率虽然可以改用变频器专用电机，但作为变频器故障时的备用，变频专用电机很难直接用工频电源进行运行。而且改用变频电机的费用会大幅增加，因此我们仍采用原有的电机及机械设备，只是将原有的自耦降压启动改为由变频器控制系统。

为了防止变频器输出频率低时，制冷机散热差及总体效率的降低，在变频器上设定最低运行频率为30Hz。

节能效果：

1、电机采用变频器启动时，大大降低了启动电流。

2、采用变频器控制电机可以改善功率因数。

3、采用变频器适当升频的方式，可以节约电机的启动台数。

综上所说，根据以往经验节电率应该能达到5%左右。

注意事项：

以下叙述采用变频器控制冷冻机时主要应注意的问题。

1）往复式压缩机在额定转速以下减速时，活塞环等的油膜厚度减小，可能造成汽缸等部件的异常磨损。特别是对于离心供油、溅喷式供油方式，减速会引起供油量极端减少，更应注意润滑。

2）在5-10HP级的半密闭型压缩机的场合，由于上述润滑问题以及低负载时的电机效率、绕组温度上升、防震装置的谐振频率等问题，限制了其最低频率约为30HZ。

3）使用氟利昂系列制冷闪电战的冷冻装置在容量控制运行时，将面临蒸发器的油回归问题。一般在容量控制运行中，有必要定期进行回油运行。

审核编辑：汤梓红