各种回路与电动机保护

驱动回路
将运算回路输出的控制信号放大,控制主回路主开关元件按特定规律导通与关断。
速度检测回路
速度检测器检测出转速信号并输入给运算回路,经比较及运算后,再由运算回路输出转 速指令。
保护回路
对主电路进行安全监测,进行过压、过流、过载的保护,保证变频器和异步电动机安全运行。
现在的控制电路已基本实现了数字化控制。
电动机保护
当异步电动机过载时,电机内的温度传感器会检测出信号并进行过载保护;电机超速运 行时,由测速器测出并进行保护操作。 
电动机保护回路还设有防止失速过电流保护和防止失速再生过电压保护。

防爆变频空调变频器保护装置

       变频器保护包括下列部分:瞬时过电流保护;瞬时断电保护;过载保护;再生过电压保护;接地过电流保护;冷却风机异常保护等。
       当负载发生短路时,流过变频器元件的电流超过允许值,瞬时过电流保护环节将切断电源,瞬间停止变频器工作;当变频器电流出现异常时,也切断电源,停止运行操作。
当负载过大或电动机发生故障时,变频器电流就会超过额定值并持续时间超过规定时间值,这时过载保护环节会执行保护操作。
        当变频器控制电动机快速减速,常会发生再生功率直流回路电压过高•这时再生过电压保护环节。
       如果出现数十毫秒以上的瞬间停电,也将导致控制回路误动作,主回路断电,这时,瞬时断电保护环节动作。
       冷却风机出现故障时会导致电路系统温度升高,出现误操作,因此,保护回路中也设有风机异常情况的保护。

防爆空调的主要回路的作用及介绍

主回路的作用是:直接给异步电动机提供调频调压电源;控制回路的作用是根据预先设 或由闭环反馈信号(输出量向输人端反馈运行信号作为比较或控制信号)来控制主回路, 主回路按一定的规律调节电压与频率并输出;保护回路则为变频器的各个部分提供完善 的保护,如过流、过载、过电压等出现故障时的保护,使变频器的工作具有更高的可靠性。
主回路组成及作用
主回路的类型较多,以电压型变频器为例,主回路由整流器、平波电路、逆变器构成。
整流器
把工频交流电通过大功率二极管三相桥式整流变成直流的部分即为整流器。整流器的主要工作元件除了使用大功率二极管外,还可用晶闸管构成可控整流器。
平波电路
经整流后的直流电压和电流的脉动幅度较大,经过平波电路处理可很好地抑制电流脉动,使用大容量的电容器能较好地抑制电压波动。
逆变器 
把整流后的直流电压再变为交流电压就构成了逆变器。逆变器包括以下功能:根据一定的规律并始终对运行信息进行监测和比较来确定控制关系,将平波处理后的直流电压、电 流逆变成电压、频率均按特定要求变化的交流电压与电流。

防爆变频空调噪音较低
        防爆变频空调噪音比较低是因为防爆变频空调对压缩机有较严格的要求,如某品牌G93KC系列采用高效静音的双转子压缩机,双转子压缩机较单转子压缩机有着明显的优势,它的两个转子互成180°,工作频率提高一倍,气缸利用率增大。在能力一样的情况下,双转子压缩机较虽转子压缩机结构小巧,且工作时振动小。特别是当室温达到设定值后,压缩机在低频低 逐下运转,噪音更是大为降低。
电子膨胀阀的使用,使变频空调的效率大大提高
       毛细管节流的结构简单,缺点是机器工作状态发生变化时的适应性较差。防爆变频空调的能力会在较大范围内变化,由于毛细管的能力有限,这将影响机器效率的提高。采用电子膨胀阀,室外微电脑根据温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度,随时改变冷媒的流量,主动配合压缩机的能力变化,大大提高了工作效率;另外运转噪音指标亦明显优于毛细管节流,又可以实现不停机(NONSTOP)化霜功能。
       但防爆变频空调器应特别注意电磁兼容和电磁干扰问题,由于其控制器中存在着调制、解调、载波等一系列远较常规定速空调器复杂的电路,这方面的问题比较突出。

防爆变频空调比一般空调省电

       变频空调启动时对电路没有大的电流冲击
一般空调有2~3个电机,在启动时电流较大,为额定电流的5~8倍,功耗较大。压缩机的开停,将对电路造成一次次的冲击。而变频空调的频率可变,设计上均为低频率启动,启动电流一般为1~2A,对电路影响不大,在1min左右电流逐步升到额定值。如某变频 空调机接通电源瞬间电流为4A左右,高频全速工作时为6~7A。
       变频空调比一般空调省电
与定速空调器相比,变频空调器的节能优势表现在三个方面:
首先,变频空调器很少停机,避免了定速空调器停机后系统高低压之间的平衡以及重新 建立高低压所消耗的无用功;以往对变频空调器这方面的节能作用关注很少,多数情况下只 注意了下述两个方面的节能。
其次,变频空调器很少停机,避免了定速空调器频繁开停机所造成的启动损耗和对电网 的冲击。
最后,随着室温度接近设定温度,压缩机运转频率将降低,当空调在维持室内设定温度时,处于低频低耗能工作状态而不停机。如:某空调在低频工作时仅耗电200W,有的甚至更低。避免了一般空调的频繁启动,冲击电路增加功耗,变频空调的耗电量仅为一般空调的2/3,“完全直流”空调较一般空调节电40%。这种情况下,制冷剂的流量较小,换热器的面积相对变大,减小了传热温差所造成的不可逆损失,空调器具有较高的 效率。

较好的舒适性

较好的舒适性
       常规定速空调器一般采用开停机调节,以制冷为例,当室内温度低于设定温度后,空调 器停机,室内温度缓慢上升,当它高于设定温度一定值时,空调器重新开机进行降温。这样, 室内温度始终在一定范围内波动,随着空调器的开机,停机,在室内的人员有忽冷忽热的感 觉。而变频空调器随着室内温度接近设定温度,冷或热负荷明显减少,通过检测,变频器可 控制压缩机在较低的频率下转动,以较小的制冷量或制热量维持此温度。由于变频空调器 一般有较大的频率调节范围(15~150 Hz),可以保持不停机适应各种负荷要求。使用变频空调器时内的温度的波动AT变要远小于常规定速空调的温度波动 AT$从而具有较好的使用舒适性。

变频空调器的技术特点

变频空调器的技术特点
        与常规定速空调器相比,变频空调器具有以下几方面的优点。
(1)较快的制冷或制热速度
       当室内实际温度与人们所需要的温度相差较大时(如空调器刚启动开始工作时),空调器中的微电脑处理器通过检测设定温度值和实际室内温度值之间的差值,指令变频控制器以最高或较高的频率输出,使压缩机高速运转,以较大的制冷量或制热量迅速调节室内温度 使其达到设定温度。
       使用常规定速空调和变频空调时室内温度的变化对照曲线。从图中可以 看出,变频空调器的降温速度大于定速空调器。

电子膨胀阀的影响和变频器能耗的影响

电子膨胀阀的影响
      防爆变频空调器的制冷系统采用电子膨胀阀节流,可以根据室温的变化,快速准确地调节制冷剂流量,使空调器始终在高效率的工况下运行,从而达到节能的目的。
变频器能耗的影响
      变频器本身有一个功率消耗,每1kVA的变频器容量,其发热所损耗的功率约为40~50 W,约占空调器总功率的3%~5%。这部分电耗对普通空调来说完全是多出来的,因此虽然数值不大,但多少会使变频空调器的节能效果受到一些负面影响。
从理论分析的结果来看,防爆变频空调器有较好的节能效果,尤其是在空调器运行工况改善对制冷系数的提高和三相交流变频电机采用使得电机效率提高上效果明显,同时压缩机起停次数减少对压缩机能耗的降低上有一点点效果;但是变频器因为本身的发热损耗,反而会对变频空调器节能效果产生负面的影响。因此综合起来,防爆变频空调器因为采用变频控制而产生的节能效果应在20%左右。

电磁兼容(EMC)问题

电磁兼容(EMC)问题
       所谓EMC是指产品的电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility),即设备或系统在其电磁环境中能正常工作,且不对该环境中其他事物构成不能承受的电磁干扰的能力。变频空调器中使用了变频控制器,控制器中要用到大功率的绝缘栅晶体管IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),国内厂家大都采用将IGBT连同其驱动电路和保护电路封装在一个模块内,即智能功率模块IPMdntelligent Power Module) 0 IPM的主要工作原理是六个 晶体管交替关断,由于IMP的开关频率很高,因此对外界辐射的电磁信号和向电源网络传导的干扰信号会大大增强。电磁干扰和电磁兼容问题成为了变频空调器开发研制过程中需 要解决的主要问题之一。
        来自变频空调器的电磁干扰主要有沿电源网络的传导干扰和对空间的辐射干扰。解决电磁干扰问题有滤波、屏蔽和接地三大技术。滤波技术是防止传导干扰的主要措施,其方法是安装滤波器,例如电源滤波器可以解决沿电源网络的传导干扰问题。变频空调器室外机的干扰很大,通常是在室外机电源端加滤波器,滤波器可以是一级、二级或多级,视滤波后的效果而定。屏蔽技术主要解决辐射干扰问题,常用的方法是用铜或铝等低阻抗材料将需要隔离的部分进行屏蔽。接地技术可以防止电磁干扰,消除公共阻抗的耦合,同时也保护了人身和设备的安全。接地方法通常分为单点接地系统、多点接地系统和混合接地系统。空调器中的强电器件(风扇电机、四通阀、压缩机)较多,适合多点接地。有关文献介绍了在EMC方面的具体实施过程,其中包括印刷电路板的合理布线、在室外机的电源端加滤波器、采用 合理的接地和屏蔽技术等措施。作者在实验中发现:强电器件用多点接地,控制线路板中的 地线用单点接地的效果会比全部用多点接地的效果好。

节流原件。。。。。。。变频空调器

          变频空调器的节流元件主要有毛细管、电子膨胀阀和毛细管结合电子膨胀阀三种。毛 细管是目前家用变频空调器中最常用的节流元件,它具有结构简单、价格便宜等优点,毛细 管的长度是在给定的工况下,经过制冷剂充灌量的反复试验予以确定,在偏离标准点不远的情况下有一定的调节范围。电子膨胀阀是按预设程序由控制器CPU发出指令,由电子膨 胀阀的驱动电动机带动阀门开启进行流量的调节。它具有流量调节范围宽、反应灵敏、温度控制精度高等特点。变频空调器的制冷剂流量变化范围宽,采用反应灵敏、流量调节迅速的电子膨胀阀是比调节制冷剂流量,最大限度地利用蒸发器的换热面积,同时避免了液态制冷剂进入压缩机后純动B造成损害。有文献研究了电子膨胀阀的启动特性和负荷突然变化时的系统特性。系统启动运行5min后,过热度和供液量基本上稳定下来。若将蒸发器的进风温度突然从17℃:升高到23 ℃,系统也能够在3min后稳定下来。利用电子膨胀阀还可以对压缩机的排气温度进行控制。在压缩机的排气管上安装测温元件,当排气温度超过警戒值时,增大电子膨胀阀的开度,系统中制冷剂的循环量增加,进气得到了冷却,从而控制了压缩机排气温度的升高。 电子膨胀阀在热泵型变频空调器中还可以实现“除霜且供暖”。风机控制配合除霜。当需要除霜时,四通换向阀不换向,电子膨胀阀全开,压缩机高速运行,同时关闭室外风机,室内风机间歇低速运行。这种除霜方式不停止供暖,因而室内送风温度下降不多,符合人体的舒适性要求。
电子膨胀阀的控制方式最初采用传统的PID(比例积分微分)控制,但如果调节参数选择不当,会使制冷系统发生振荡。各种文献提出了在线参数自调整的控制方法、运用最小方差自适应控制理论对电子膨胀阀的运动规律作了仿真研究等。由于空调系统中控制对象的时滞、时变、非线性等特点,使得HD调节不能实现很好的控制效果。随着控制理论的发 展,电子膨胀阀的控制已经开始采用模糊控制、神经网络等现代控制理论。这种控制方法不 需要确切地了解被控对象的数学模型,能够在复杂多变的条件下实现良好的控制品质,特别适合于多变量、非线性和时变的系统。在日本已经出现了基于遗传算法的模糊空调器、模糊 神经元控制的空调系统。
电子膨胀阀能够精确控制制冷剂的流量,要求有高度的重复性和可靠性,目前国内变频 空调器中使用的电子膨胀阀多为国外进口的产品,这使得变频空调器的生产成本大大增加。为降低变频空调器的成本,国内家用变频空调器在系统性能基本满足要求的前提下,多数仍然采用毛细管作节流元件。的节流元件主要有毛细管、电子膨胀阀和毛细管结合电子膨胀阀三种。毛 细管是目前家用变频空调器中最常用的节流元件,它具有结构简单、价格便宜等优点,毛细 管的长度是在给定的工况下,经过制冷剂充灌量的反复试验予以确定,在偏离标准点不远的情况下有一定的调节范围。电子膨胀阀是按预设程序由控制器CPU发出指令,由电子膨 胀阀的驱动电动机带动阀门开启进行流量的调节。它具有流量调节范围宽、反应灵敏、温度控制精度高等特点。变频空调器的制冷剂流量变化范围宽,采用反应灵敏、流量调节迅速的电子膨胀阀是比调节制冷剂流量,最大限度地利用蒸发器的换热面积,同时避免了液态制冷剂进入压缩机后純动B造成损害。有文献研究了电子膨胀阀的启动特性和负荷突然变化时的系统特性。系统启动运行5min后,过热度和供液量基本上稳定下来。若将蒸发器的进风温度突然从17℃:升高到23 ℃,系统也能够在3min后稳定下来。利用电子膨胀阀还可以对压缩机的排气温度进行控制。在压缩机的排气管上安装测温元件,当排气温度超过警戒值时,增大电子膨胀阀的开度,系统中制冷剂的循环量增加,进气得到了冷却,从而控制了压缩机排气温度的升高。 电子膨胀阀在热泵型变频空调器中还可以实现“除霜且供暖”。风机控制配合除霜。当需要除霜时,四通换向阀不换向,电子膨胀阀全开,压缩机高速运行,同时关闭室外风机,室内风机间歇低速运行。这种除霜方式不停止供暖,因而室内送风温度下降不多,符合人体的舒适性要求。
       电子膨胀阀的控制方式最初采用传统的PID(比例积分微分)控制,但如果调节参数选择不当,会使制冷系统发生振荡。各种文献提出了在线参数自调整的控制方法、运用最小方差自适应控制理论对电子膨胀阀的运动规律作了仿真研究等。由于空调系统中控制对象的时滞、时变、非线性等特点,使得HD调节不能实现很好的控制效果。随着控制理论的发 展,电子膨胀阀的控制已经开始采用模糊控制、神经网络等现代控制理论。这种控制方法不 需要确切地了解被控对象的数学模型,能够在复杂多变的条件下实现良好的控制品质,特别适合于多变量、非线性和时变的系统。在日本已经出现了基于遗传算法的模糊空调器、模糊 神经元控制的空调系统。
电子膨胀阀能够精确控制制冷剂的流量,要求有高度的重复性和可靠性,目前国内变频 空调器中使用的电子膨胀阀多为国外进口的产品,这使得变频空调器的生产成本大大增加。为降低变频空调器的成本,国内家用变频空调器在系统性能基本满足要求的前提下,多数仍然采用毛细管作节流元件。