食品的冷凍、冷藏要使用冷凍機，因而在食品行業(yè)，制冷機的使用非常普及，其制冷機機的控制正越來越多地采用變頻器。
一.變頻器使用的目的：
對制冷機內(nèi)的壓縮機采用變頻控制(壓縮機能力可變控制)，可以使制冷機對于冷凍負載的變動始終以接近設(shè)計條件的高效率進行運行。這就是將變頻器應用于冷凍壓縮機的主要目的。變頻器控制制冷機的主要優(yōu)點如下
1)節(jié)能相應于冷卻負載的變化改變壓縮機轉(zhuǎn)速，使其始終運行在*佳點。從而減少所需動力。
2)恒溫采用連續(xù)的容量控制可使冷藏品溫度變化很小。另外，即使對于臨時的冷卻負載增加，也可以依靠迦速來減小冷藏品的溫度變化。
3)冷凍能力的改善密閉式電機直接連接的壓縮機在50hz地區(qū)的能力只有60hz地區(qū)的80%，而變頻器控制則可以做到與電源頻率無關(guān)，始終保持一定的能力。
二.設(shè)備組成
圖1是變頻器控制黃河啤酒廠1號制冷機的例子。在該例中，變頻器選用艾默生型號為TD2000-4T2000G的00KW變頻器，制冷機為大連冷凍機廠生產(chǎn)，電機功率為190KW。PID調(diào)節(jié)是由變頻器自帶的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器完成的。在根
據(jù)負載變化控制制冷機轉(zhuǎn)速的方法中，我們的目的是想控制制冷機吸入口的溫度，由于現(xiàn)場溫度的采樣比較困難，而吸入口的溫度與壓力又有著一定的對應關(guān)系，且在現(xiàn)場管道上安裝壓力變送器更容些，因而在本系統(tǒng)中，我們采用壓力傳感器檢測壓縮機的吸入壓，只要變頻器控制該壓力維持恒定不變，則吸入口的溫度也維持恒定不變。同時考慮到制冷機工作時的安全要求，我們將該制冷機原有的溫度保護、油壓保護等通過中繼接入變頻器，保證有溫度保護或油壓保護動作時，變頻器能立即自動停機，防止機械設(shè)備的損壞。另外該制冷機原為兩地控制，采用變頻后我們?nèi)员３衷械膬傻乜刂?，這樣，對操作人員來說，更易于操作。
三.運行模式
制冷機基本上是恒轉(zhuǎn)矩特性，所以只要使變頻器輸出電壓與頻率成比例就行了。但是制冷機結(jié)合實際機的使用范圍廣，一般都與電機的設(shè)計條件不完全一致。在運行條件上電壓也需要改變，*終仍需要實驗確定*佳/F模式。另外，為了改善加速時的效率雖然可以改用變頻器專用電機，但作為變頻器故障時的備用，變頻專用電機很難直接用工頻電源進行運行。而且改用變頻電機的費用會大幅增加，因此我們?nèi)圆捎迷械碾姍C及機械設(shè)備，只是將原有的自耦降壓啟動改為由變頻器控制的壓力閉環(huán)系統(tǒng)。
在閉環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成中，艾默生變頻器可定義兩種典型的輸入輸出特性，即正作用和反作用，這兩種特性可靈活應用在不同反饋特性的控制系統(tǒng)中。在本系統(tǒng)中，采用反作用特性，反饋增益極性為負極性。也即當吸入口壓力增大時，變頻器的輸出頻率也隨之增大，當吸入口壓力減小時，輸出頻率也隨之減小。
為了防止變頻器輸出頻率低時，制冷機散熱差及總體效率的降低，在變頻器上設(shè)定*低運行頻率為30Hz。
四.節(jié)能效果
壓縮機負載基本上是恒轉(zhuǎn)矩負載，對恒轉(zhuǎn)矩負載，電機的輸出功率P的一般表達式為
P∝T*N
表達式中，T：負載轉(zhuǎn)矩N：電機轉(zhuǎn)速
這就是說，即使是恒轉(zhuǎn)矩負載，采用變頻器等使電機速度下降，電機的輸出功率將減小。變頻器輸入功率
PIN可用下式表示：
PIN=P/(ηINV*ηm)
表達式中，PIN：變頻器輸入功率ηINV：變頻器效率ηm：電機的效率
由上式，假設(shè)總效率(ηINV*ηm)對于電機的轉(zhuǎn)速為一定。則顯然電機轉(zhuǎn)速下降將引起電機輸出功率P減小
，與其成比例的變頻器輸入功率PIN也減小，即消耗電能降低。但是如圖2所示，為使電機轉(zhuǎn)速下降而使變頻器輸出頻率降低，則總效率也降低。但因頻率降低的幅度大于總效率降低的幅度，因此，與原先的控制方式相比，仍
有顯著的節(jié)能效果。另外，電磁調(diào)速電機、鼠籠電機的定子電壓控制等從前的調(diào)速電機，轉(zhuǎn)速下降時，總效率將大幅度降低，因而基本上得不到低速時的節(jié)能效果。因此采用變頻器取代這些從前的調(diào)速方式，可以充分的節(jié)能。
變頻器方式由于除電力變換損耗外還有約5%的損耗，這個損耗基本與變頻器功率無關(guān)，因而電機功率越大，這個損耗所點的比例也越小，節(jié)能效果越顯著。同時變頻器方式具有耐夏季短時高峰負載(依靠增速)和精細溫度控制等優(yōu)點。
五.注意事項
以下敘述采用變頻器控制冷凍機時主要應注意的問題。
1)往復式壓縮機在額定轉(zhuǎn)速以下減速時，活塞環(huán)等的油膜厚度減小，可能造成汽缸等部件的異常磨損。特別是對于離心供油、濺噴式供油方式，減速會引起供油量極端減少，更應注意潤滑。
2)在5-10HP級的半密閉型壓縮機的場合，由于上述潤滑問題以及低負載時的電機效率、繞組溫度上升、防震裝置的諧振頻率等問題，限制了其*低頻率約為30HZ。
3)在往復式的場合，考慮到振動、噪音、閥門耐久性等問題，*高頻率的實際上限為額定頻率的100%。
4)使用氟利昂系列制冷閃電戰(zhàn)的冷凍裝置在容量控制運行時，將面臨蒸發(fā)器的油回歸問題。一般在容量控制運行中，有必要定期進行回油運行。
1、逐步縮小法
所謂逐步縮小法，就是通過對故障現(xiàn)象進行分析、對測量參數(shù)做出判斷，把故障產(chǎn)生的范圍一步一步地縮小，最后落實到故障產(chǎn)生的具體電路或元器件上。它實質(zhì)上是一個肯定、否定、再肯定、再否定，最后做到肯定（判定）的判斷過程。例如一臺變頻器通電后，發(fā)現(xiàn)操作盤上無顯示。首先判斷肯定是無直流供電（可用萬用表測量其直流電源電壓），進一步檢查，發(fā)現(xiàn)高壓指示燈是亮的（測量PN電壓進一步證實），否定主回路高壓電路的故障，肯定了開關(guān)電源中給操作盤供電的一路電源有問題。測該路電源的交流電壓正常，無直流輸出，又無短路現(xiàn)象，就可以斷定是該電源電路的整流管損壞。這個例子采用的是典型的逐步縮小法。它的整個過程就是通過分析和參數(shù)測量，判斷、肯定、否定幾個回合，最后確定是整流管損壞。
2、順藤摸瓜法
所謂順藤摸瓜法就是根據(jù)變頻器工作原理，順著故障現(xiàn)場，沿著信號通路，逐步深入，直達故障發(fā)生點，最終尋找到故障產(chǎn)生部位的一種方法。例如一臺變頻器輸出電壓三相不平衡。這種故障顯然是由2種可能性造成的。一種可能是逆變橋內(nèi)6個單元中至少有1個單元損壞（開路），另一種可能是6組驅(qū)動信號中至少有1組損壞。假設(shè)已確定有1個逆變單元無驅(qū)動信號，進一步確定驅(qū)動電路中故障的產(chǎn)生部位，可采用順藤摸瓜法來尋找。具體到這個例子，可從上而下地查，即從驅(qū)動信號的源頭，也就是CPU的輸出端起往下查。
CPU輸出有信號時檢查光耦輸入端有無信號，若無信號，則CPU到光耦輸入端有斷線現(xiàn)象。若有信號，則要檢查光耦輸出端，查看光耦輸出端有無信號。若無信號，則表明光耦損壞。若有信號，則再檢查放大電路的輸入端和輸出端，若輸入端有信號而輸出端無信號，則表明故障產(chǎn)生在放大電路，或放大管或相關(guān)元器件損壞。然后進一步落實就很容易了。
當然也可以從下向上來查，即從驅(qū)動信號輸出端開始，也就是逆變器件的控制端往上查。逆變器件控制端無驅(qū)動信號，檢查放大電路的輸出端，有信號則表明放大電路與逆變器件控制端有斷電現(xiàn)象。diangon、com若無信號則再檢查放大電路的輸入端，輸入端有信號則表明放大管或相關(guān)元器件損壞，若仍無信號此時檢查光耦輸出端看看有無信號。若有信號，則放大電路輸入端與光耦輸出端有斷線現(xiàn)象。若無信號則繼續(xù)向上檢查光耦輸入端看看有無信號。若此時有信號，則表明可能是光耦損害或輸出端電源不正常。若光耦輸入端無信號而CPU輸出端有信號，則CPU與光耦輸入端之間有斷線現(xiàn)象，或光耦輸入端直流電源不正常。
3、直接切入法
所謂直接切入法，就是根據(jù)故障現(xiàn)象直接判斷故障位置，更換故障元器件，快速排出故障。對于基本原理、各電路工作原理和作用、各元器件的作用等理論方面掌握的比較扎實又有豐富的修理經(jīng)驗、修理水平較高的人員，通常采用直接切入法。另外，對于一些比較典型的故障也可以采用直接切入法來處理。例如一臺安川616PC5型變頻器接通電源后，操作盤上無任何顯示，但高壓指示燈亮，且其它低壓直流供電正常。根據(jù)工作原理我們判斷，這種現(xiàn)象說明開關(guān)電源電路工作正常，只是提供給操作盤電源這一路。根據(jù)開關(guān)電源部分電路圖，我們確定為電源側(cè)有短路現(xiàn)象，懷疑可能是濾波電容器老化損壞導致電源側(cè)短路，直接更換新電容，短路現(xiàn)象消除。接通變頻器電源，發(fā)現(xiàn)這一路仍無直流電壓，結(jié)合原理分析，疑為整流二極管損壞開路，更換整流二極管后，這一路直流電壓正常，變頻器恢復正常。
如果維修人員對變頻器各部分的原理很熟悉，根據(jù)此臺變頻器無顯示故障，直接就可以判斷出來這是由于提供給操作盤的低壓直流供電這路電源出了問題。然后再確定是由于濾波電容老化損壞短路，引起過電流，引起過電流，又將整流二極管損壞斷路，導致操作盤無直流供電，出現(xiàn)無任何顯示故障。
4、電位、電壓分析法
在不同的狀態(tài)下，變頻器各部分電路中各點都具有不同的電位分布，因此，可以通過測量和分析電路中某些點的電位及其分布，確定電路故障的類型和部位。實際上當電路中存在故障時，電路中各點的電位必將發(fā)生變化，據(jù)此，可以判斷出電路的故障點。另外阻抗的變化造成了電流的變化，電位的變化也造成了電壓的變化，因此，也可采用電流分析法和電壓分析法確定電路故障。
5、菜單法
即根據(jù)故障現(xiàn)象和特征，將可能引起這種故障的各種原因順序羅列出來，然后一個個地查找和驗證，直到確診出真正的故障原因和故障部位。此法比較適合初學者使用，此處不再詳加贅述。
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