電機(jī)調(diào)速技術(shù)緒論全課導(dǎo)航項(xiàng)目1認(rèn)識(shí)直流調(diào)速系統(tǒng)項(xiàng)目2認(rèn)識(shí)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

和串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)項(xiàng)目3認(rèn)識(shí)變頻調(diào)速系統(tǒng)項(xiàng)目4認(rèn)識(shí)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)項(xiàng)目5認(rèn)識(shí)直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)項(xiàng)目6了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用項(xiàng)目六了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用項(xiàng)目導(dǎo)讀電機(jī)調(diào)速技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域。通過應(yīng)用電機(jī)調(diào)速技術(shù)，我們不僅可以使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的設(shè)備更加高效、節(jié)能和環(huán)保，還可以促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向綠色、低碳、循環(huán)方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用范圍和效果也必將不斷擴(kuò)大和提升。本項(xiàng)目主要介紹幾種電機(jī)調(diào)速技術(shù)的典型應(yīng)用。目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)熟悉電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果。掌握電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)、中央空調(diào)和水泵供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。目標(biāo)技能目標(biāo)掌握恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理。熟悉恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方法。素質(zhì)目標(biāo)養(yǎng)成專注技藝、追求卓越的職業(yè)作風(fēng)。樹立愛崗敬業(yè)、忠于職守的事業(yè)精神。培養(yǎng)勇于探索、敢為人先、知難而進(jìn)的創(chuàng)新精神。項(xiàng)目引入電動(dòng)機(jī)是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠郑瑥募译姷焦I(yè)設(shè)備，它們都在默默地為我們服務(wù)。但是，你是否想過，如何讓電動(dòng)機(jī)按照我們的需求，更精準(zhǔn)、更高效地運(yùn)轉(zhuǎn)呢？這就涉及了電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。例如，家中的空調(diào)，需要根據(jù)室內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)速；工廠里的生產(chǎn)線，需要精確控制機(jī)器的速度和位置。那么，電機(jī)調(diào)速技術(shù)在生活和工業(yè)生產(chǎn)中到底是如何應(yīng)用的呢？下面就讓我們一起來深入了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。項(xiàng)目引入知識(shí)與技能要求項(xiàng)目?jī)?nèi)容認(rèn)識(shí)直流調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)程度識(shí)記理解應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果

●

電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

●

電機(jī)調(diào)速技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用●

電機(jī)調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

●

實(shí)訓(xùn)任務(wù)調(diào)節(jié)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)

●自我勉勵(lì)電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用項(xiàng)目導(dǎo)航項(xiàng)目實(shí)施——調(diào)節(jié)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的應(yīng)用電機(jī)調(diào)速技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用項(xiàng)目工單—了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用1．學(xué)生分組小組成員及分工情況班級(jí)

組號(hào)

指導(dǎo)教師

小組成員姓名學(xué)號(hào)小組分工組長(zhǎng)

組員

以3～5人為一組，選出組長(zhǎng)并進(jìn)行分工，填入下表中。2．工作計(jì)劃工作計(jì)劃查閱相關(guān)資料并預(yù)習(xí)課本，了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，并填入下表中。序號(hào)工作內(nèi)容負(fù)責(zé)人

項(xiàng)目工單—了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用3．工作準(zhǔn)備實(shí)施過程中所需的工具和器材等信息將實(shí)施過程中所需的工具和器材等信息填入表中。序號(hào)名稱規(guī)格與型號(hào)單位數(shù)量備注

項(xiàng)目工單—了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用4．工作實(shí)施工作實(shí)施過程記錄表按照工作計(jì)劃，將實(shí)施步驟、實(shí)施內(nèi)容及遇到的問題、解決辦法等記錄于表中。序號(hào)實(shí)施步驟實(shí)施內(nèi)容及遇到的問題解決辦法

項(xiàng)目工單—了解電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用6.1電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果6.1電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果以下所講電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)主要以變頻調(diào)速技術(shù)為主。變頻調(diào)速技術(shù)優(yōu)異調(diào)速效果和啟動(dòng)制動(dòng)性能高效率、高功率因數(shù)顯著的節(jié)電效果廣泛的適用范圍成為目前交流電動(dòng)機(jī)最理想的調(diào)速方式隨著微電子技術(shù)的不斷完善及控制理論的不斷更新，電機(jī)調(diào)速技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。6.1電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果電機(jī)調(diào)速技術(shù)作為一種重要的工程技術(shù)，在轉(zhuǎn)速控制、能源效率及響應(yīng)速度等方面均具有顯著優(yōu)勢(shì)。電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用效果節(jié)能降耗提高自動(dòng)化水平提高效率提高產(chǎn)品質(zhì)量改善性能6.1.1節(jié)能降耗電機(jī)調(diào)速技術(shù)通過優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，可以大幅度降低電動(dòng)機(jī)的能源消耗，節(jié)約運(yùn)行成本。同時(shí)，電機(jī)調(diào)速技術(shù)還可以通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，從而降低噪聲和振動(dòng)，提高其使用壽命。工作實(shí)施過程記錄表項(xiàng)目名稱改造方法改造數(shù)量節(jié)電百分比年節(jié)電量無軌電車交流變頻調(diào)速或直流斬波代替電阻調(diào)速5000輛30%風(fēng)機(jī)、水泵交流變頻調(diào)速代替風(fēng)門和閥門370萬臺(tái)30%軋機(jī)、提升機(jī)變頻器交流傳動(dòng)代替直流傳動(dòng)320萬臺(tái)30%高效節(jié)能熒光燈逆變鎮(zhèn)流器5000萬臺(tái)20%電焊機(jī)IGBT逆變電源20萬臺(tái)30%課堂互動(dòng)采用矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制有什么應(yīng)用效果？采用矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等較為先進(jìn)的電機(jī)調(diào)速技術(shù)，還可提高電動(dòng)機(jī)的控制精度和響應(yīng)速度，更加高效、節(jié)能。知識(shí)鏈接6.1.2提高自動(dòng)化水平電機(jī)調(diào)速技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制，使其在預(yù)設(shè)的條件下自動(dòng)運(yùn)行，從而提高自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行精度。在自動(dòng)化生產(chǎn)線、工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用中，電機(jī)調(diào)速技術(shù)能夠更加精準(zhǔn)地執(zhí)行任務(wù)，提高了自動(dòng)化水平。6.1.3提高效率采用電機(jī)調(diào)速技術(shù)可以優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，使其與負(fù)載需求相匹配，從而提高系統(tǒng)的整體效率。在許多實(shí)際應(yīng)用中，通過采用電機(jī)調(diào)速技術(shù)，可以將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率提高90%以上。6.1.4提高產(chǎn)品質(zhì)量電機(jī)調(diào)速技術(shù)可以精確控制機(jī)械設(shè)備的位置和運(yùn)行速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的精確控制。電機(jī)調(diào)速技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量降低廢品率提高經(jīng)濟(jì)效益6.1.5改善性能電機(jī)調(diào)速技術(shù)通過采用先進(jìn)的控制算法和電工電子技術(shù)，可以顯著改善電動(dòng)機(jī)的性能，提高其響應(yīng)速度、穩(wěn)定性和精確控制能力，從而更加精確和快速地控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以便適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，電機(jī)調(diào)速技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行，提高系統(tǒng)的自適應(yīng)和自我修復(fù)能力，使整個(gè)系統(tǒng)的性能得到進(jìn)一步提升。課堂互動(dòng)常見的電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用效果有哪些？知識(shí)鏈接常見電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果既有的調(diào)速方法改進(jìn)方法應(yīng)用效果用途①采用工頻電源恒速運(yùn)轉(zhuǎn)②采用擋板、閥門控制③機(jī)械式變速器④液壓聯(lián)軸器①調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)②工頻電源恒速運(yùn)轉(zhuǎn)與變頻器調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)相結(jié)合節(jié)能降耗水泵、鼓風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、精紡機(jī)①定子電壓控制②電磁滑差離合器控制③機(jī)械式變速器①聯(lián)動(dòng)、同步運(yùn)轉(zhuǎn)②多臺(tái)電動(dòng)機(jī)以比例速度運(yùn)轉(zhuǎn)提高自動(dòng)化水平各種搬運(yùn)機(jī)械直流發(fā)電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)采用高頻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)提高效率金屬加工機(jī)械采用工頻電源恒速運(yùn)轉(zhuǎn)采用無級(jí)的最佳速度運(yùn)轉(zhuǎn)提高產(chǎn)品質(zhì)量攪拌機(jī)、機(jī)床、制茶機(jī)采用工頻電源的通斷控制采用壓縮機(jī)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行連續(xù)溫度控制改善性能空調(diào)6.1.5改善性能本項(xiàng)目將列舉幾種電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的典型實(shí)例，即電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)、中央空調(diào)和水泵中的應(yīng)用。電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果有哪些?課堂訓(xùn)練電機(jī)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果節(jié)能降耗提高自動(dòng)化水平提高效率提高產(chǎn)品質(zhì)量改善性能課堂小結(jié)6.2電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用課堂互動(dòng)想一想，電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用原理？電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用6.2電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用起升機(jī)構(gòu)為垂直運(yùn)輸工具，是一種常見的恒轉(zhuǎn)矩設(shè)備，如起重機(jī)、箱式垂直升降電梯等，其示意圖如圖所示。起升機(jī)構(gòu)示意圖起升機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中不但具有動(dòng)能，而且具有重力勢(shì)能，其經(jīng)常處于反復(fù)啟動(dòng)、制動(dòng)過程中，速度變化較大。為提高運(yùn)行效率和效能，可以在起升機(jī)構(gòu)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)在起升機(jī)構(gòu)中：變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)重載上升空鉤（或輕載）下降重載下降6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)1．重載上升重載上升時(shí)的工作點(diǎn)移動(dòng)6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)1．重載上升重載上升時(shí)的工作點(diǎn)移動(dòng)頭腦風(fēng)暴當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于機(jī)械特性曲線②的同步轉(zhuǎn)速，處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí)，為什么電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩變?yōu)榉捶较虻闹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩呢？6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)2．空鉤（或輕載）下降空鉤（或輕載）下降時(shí)的工作點(diǎn)移動(dòng)6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)2．空鉤（或輕載）下降空鉤（或輕載）下降時(shí)的工作點(diǎn)移動(dòng)6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)3．重載下降重物下降時(shí)的工作點(diǎn)移動(dòng)6.2.1起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)3．重載下降此時(shí)，由于重力加速度，重物會(huì)不斷加速下降，而電動(dòng)機(jī)的作用便是使重物勻速下降。因?yàn)槟Σ赁D(zhuǎn)矩會(huì)阻止重物下降，所以相同的重物在下降時(shí)構(gòu)成的負(fù)載轉(zhuǎn)矩比上升時(shí)小。重物下降時(shí)的工作點(diǎn)移動(dòng)6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造為保證電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)有足夠大的轉(zhuǎn)矩，一般可采用帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的矢量控制方式或S形曲線啟動(dòng)方式。但在定位要求不高的場(chǎng)合，也可以采用無反饋矢量控制方式。課堂互動(dòng)S形曲線啟動(dòng)方式的特點(diǎn)？知識(shí)鏈接S形曲線啟動(dòng)方式的特點(diǎn)是使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行較為平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩變化不突然。S形曲線在任何一點(diǎn)的速度變化都是連續(xù)的，其速度的平滑性較好，運(yùn)動(dòng)控制精度較高，適用于需要啟動(dòng)性能好、能在較高速度范圍內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行的場(chǎng)合。6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造制訂起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速改造方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．電動(dòng)機(jī)的選擇2．起升機(jī)構(gòu)電能的反饋3．公用變頻器的整流部分4．調(diào)速機(jī)構(gòu)5．控制電路6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造1．電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，若原電動(dòng)機(jī)狀態(tài)良好，則應(yīng)盡量選擇原電動(dòng)機(jī)；若原電動(dòng)機(jī)年久失修，則應(yīng)選用變頻專用電動(dòng)機(jī)。對(duì)于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，可以直接配用變頻器。目前，國內(nèi)起升機(jī)構(gòu)中使用較多的是YZR系列電動(dòng)機(jī)，在起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速改造項(xiàng)目中，通常將YZR系列電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子短接作為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造目前，許多變頻器制造商推出了新產(chǎn)品或新附件，用于將直流電路中過高的泵升電壓反饋給電源。2．起升機(jī)構(gòu)電能的反饋這些新產(chǎn)品或新附件主要分為以下兩種類型：1）電源反饋選件2）具有電源反饋功能的變頻器課堂互動(dòng)泵升電壓指的是什么？泵升電壓是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由于二極管整流器的單向?qū)щ娦裕妱?dòng)機(jī)由動(dòng)能轉(zhuǎn)換而來的電能無法通過整流器反饋給交流電網(wǎng)，而只能向?yàn)V波電容充電，造成電容兩端電壓升高。點(diǎn)撥6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造2．起升機(jī)構(gòu)電能的反饋1）電源反饋選件如圖所示，其中，接線端P和N分別是直流母線的“+”極和“-”極。當(dāng)直流電壓超過極限值時(shí)，電源反饋選件能夠?qū)⒅绷麟妷耗孀兂扇嘟涣麟妷悍答伒诫娫瓷?。這樣就可以把直流母線上過多的再生電能輸送給電源。電源反饋選件的接線方式6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造2．起升機(jī)構(gòu)電能的反饋2）具有電源反饋功能的變頻器具有電源反饋功能的變頻器整流部分的電路如圖所示。其中，與普通的變頻器相同，為三相全波整流用的二極管；是三相逆變管，用于將過高的直流電壓逆變成三相交流電壓反饋給電源，這種方式不但可以節(jié)約電能，而且還可以抑制諧波電流。6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造3．公用變頻器的整流部分在起升機(jī)構(gòu)中，由于變頻器的數(shù)量較多，因此可以公用所有變頻器的整流部分。由于所有變頻器不可能同時(shí)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，故可以互相補(bǔ)償。這種方法可以穩(wěn)定起升機(jī)構(gòu)各臺(tái)變頻器的電壓，使其不受電源電壓波動(dòng)的影響。6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造4．調(diào)速機(jī)構(gòu)變頻器調(diào)速是無級(jí)的，因此可以采用外接電位器的方法進(jìn)行調(diào)速，但是為操作方便，也可以采用左、右各若干擋轉(zhuǎn)速的控制方式。6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造5．控制電路變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路是變頻調(diào)速改造的重要部分?？刂齐娐返闹饕攸c(diǎn)是采用了開關(guān)、接觸器和PLC。吊鉤的變頻調(diào)速控制電路6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造5．控制電路吊鉤的變頻調(diào)速控制電路6.2.2起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造5．控制電路吊鉤的變頻調(diào)速控制電路變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)是怎樣的?制訂起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速改造方案時(shí)應(yīng)注意什么?課堂訓(xùn)練電機(jī)調(diào)速技術(shù)在起升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用起升機(jī)構(gòu)中變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造課堂小結(jié)6.3電機(jī)調(diào)速技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用課堂互動(dòng)想一想，在日常生活中，有哪些應(yīng)用的變頻空調(diào)？變頻空調(diào)6.3電機(jī)調(diào)速技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用傳統(tǒng)的中央空調(diào)是利用溫度傳感器控制空調(diào)壓縮機(jī)開啟或關(guān)閉來調(diào)節(jié)溫度的，對(duì)它進(jìn)行變頻調(diào)速改造，可使其根據(jù)冷凍泵和冷卻泵溫差的變化來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能的目的。該變頻調(diào)速改造實(shí)際上就是對(duì)中央空調(diào)的水泵系統(tǒng)進(jìn)行變頻調(diào)速改造。6.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成中央空調(diào)冷凍主機(jī)冷卻水塔盤管風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)冷卻泵冷凍泵1．冷凍主機(jī)6.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成冷凍主機(jī)是中央空調(diào)的制冷源，通向各個(gè)房間的循環(huán)水由冷凍主機(jī)進(jìn)行內(nèi)部熱交換，降溫為冷凍水。中央空調(diào)的構(gòu)成中央空調(diào)的構(gòu)成2．冷卻水塔6.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成冷卻水塔為冷凍主機(jī)提供冷卻水。冷凍主機(jī)在制冷過程中會(huì)釋放熱量，使機(jī)組發(fā)熱。冷卻水流過冷凍主機(jī)后，帶走冷凍主機(jī)所產(chǎn)生的熱量，使冷凍主機(jī)降溫。3．盤管風(fēng)機(jī)6.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成盤管風(fēng)機(jī)通過對(duì)空氣溫度和流動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使空氣通過冷水（熱水）盤管后被冷卻（加熱），以保持房間溫度的恒定。中央空調(diào)的構(gòu)成中央空調(diào)的構(gòu)成4．壓縮機(jī)6.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成壓縮機(jī)可將制冷劑從低壓區(qū)抽取出來，經(jīng)壓縮后送到高壓區(qū)冷卻凝結(jié)，并通過散熱片散發(fā)熱量到空氣中。中央空調(diào)的構(gòu)成5．冷卻泵和冷凍泵6.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成中央空調(diào)中的冷卻泵和冷凍泵主要用于完成冷卻水和冷凍水的循環(huán)。6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作過程是一個(gè)不斷進(jìn)行熱交換的能量轉(zhuǎn)換過程，冷凍水和冷卻水是能量的主要傳遞者。因此，對(duì)冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制便是對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制。6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制1．對(duì)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制由于冷凍水的出水溫度是冷凍主機(jī)制冷的結(jié)果，常常是比較穩(wěn)定的，冷凍水回水溫度的高低就可以反映房間內(nèi)溫度的高低。因此，冷凍泵的變頻調(diào)速系統(tǒng)可以根據(jù)冷凍水回水溫度進(jìn)行控制。如圖所示。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制框圖對(duì)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行控制，應(yīng)在保證冷凍水流量供給的情況下，確定冷凍泵變頻器的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，同時(shí)為溫度控制器設(shè)定一個(gè)對(duì)應(yīng)的溫度。6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制1．對(duì)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制框圖為此，可先通過安裝在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器來檢測(cè)冷凍水回水溫度，再經(jīng)過溫度控制器比較冷凍水回水溫度和設(shè)定溫度，根據(jù)溫差來控制變頻器進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)冷凍泵轉(zhuǎn)速、實(shí)現(xiàn)恒溫差控制的目的。6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制1．對(duì)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制框圖若冷凍水回水溫度高，說明房間溫度高，則此時(shí)應(yīng)該提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度；反之，冷凍水回水溫度低，說明房間溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，以節(jié)約能源。6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制1．對(duì)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制框圖6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制2．對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制依據(jù)為：①進(jìn)水溫度；②進(jìn)水溫度和回水溫度間的溫差。其中，最能反映冷凍主機(jī)發(fā)熱情況、體現(xiàn)冷卻效果的是進(jìn)水溫度

和回水溫度

之間的溫差

。因?yàn)闇夭?/p>

的大小反映了冷卻水從冷凍主機(jī)帶走的熱量，所以可將溫差

作為控制的主要依據(jù)。6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制2．對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制6.3.2對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制2．對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造目前，保持冷凍水循環(huán)系統(tǒng)不變，單獨(dú)對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改造的方法最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。該方法是在保證冷卻水塔中冷卻水流量供給的情況下，通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)冷卻水流量。6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造因此，當(dāng)中央空調(diào)冷卻水出水溫度較低時(shí)，應(yīng)減小冷卻水流量；當(dāng)中央空調(diào)冷卻水出水溫度較高時(shí)，應(yīng)加大冷卻水流量。這樣可以使中央空調(diào)達(dá)到節(jié)能增效的目的。6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造經(jīng)過多方實(shí)踐與論證，對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制也可以采用類似于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制方式，即只根據(jù)冷卻水回水的溫度進(jìn)行控制。這種控制方式與冷卻水進(jìn)、出水溫度差調(diào)節(jié)方式相比，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造（1）可只在中央空調(diào)冷卻管的出水端安裝溫度傳感器，安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單方便。（2）當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度下限設(shè)定值時(shí)，頻率直接優(yōu)先下調(diào)至下限頻率。6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造（3）當(dāng)冷卻水出水溫度高于溫度上限設(shè)定值時(shí)，頻率直接優(yōu)先上調(diào)至上限頻率。（4）當(dāng)冷卻水出水溫度介于溫度上、下限設(shè)定值之間時(shí)，通過對(duì)冷卻水出水溫度及溫度上、下限設(shè)定值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，從而達(dá)到對(duì)頻率的無級(jí)調(diào)節(jié)。6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造（5）具有首次啟動(dòng)全速運(yùn)行功能，通過設(shè)定變頻器參數(shù)可使冷凍水循環(huán)系統(tǒng)充分交換一段時(shí)間，避免首次運(yùn)行時(shí)溫度交換不充分而引起系統(tǒng)水流量過小。6.3.3對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造（6）當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度上限設(shè)定值時(shí)，采用冷卻水進(jìn)、出水溫度差調(diào)節(jié)方式僅僅由溫度差對(duì)頻率進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，沒有將出水溫度低這一因素加入節(jié)能考慮范圍；而根據(jù)冷卻水回水的溫度進(jìn)行控制的方式則考慮了這一因素，因此節(jié)能效果更明顯。課堂互動(dòng)什么是PID調(diào)節(jié)和PID控制器？知識(shí)鏈接PID調(diào)節(jié)是具有比例、積分和微分作用的一種線性調(diào)節(jié)方式。PID控制器能夠根據(jù)目標(biāo)值和實(shí)際值之間的差異進(jìn)行快速響應(yīng)，通過調(diào)整輸出信號(hào)，使系統(tǒng)迅速穩(wěn)定在所需的狀態(tài)。中央空調(diào)的構(gòu)成？中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制依據(jù)？課堂訓(xùn)練電機(jī)調(diào)速技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用中央空調(diào)的構(gòu)成對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造課堂小結(jié)6.4電機(jī)調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的應(yīng)用課堂互動(dòng)想一想，變頻水泵的應(yīng)用給我們帶來了哪些便利？新型的節(jié)能供水設(shè)備——變頻水泵6.4電機(jī)調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的應(yīng)用在眾多電機(jī)調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速技術(shù)因具有顯著的調(diào)速和節(jié)能效果，故在城市的水泵供水系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理如圖所示。水泵將水池中的水抽出，上揚(yáng)至所需高度，以便向生活小區(qū)供水。水泵供水系統(tǒng)的基本模型6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理水泵供水系統(tǒng)中最根本的控制對(duì)象是水流量。因此，要討論節(jié)能問題，就需要考慮如何調(diào)節(jié)水流量。調(diào)節(jié)水流量的方法閥門控制法轉(zhuǎn)速控制法通過變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)的6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理1．閥門控制法閥門控制法是通過調(diào)節(jié)閥門的大小來調(diào)節(jié)水流量的，而水泵轉(zhuǎn)速則保持不變。因此，其實(shí)質(zhì)是水泵本身的供水能力不變，僅通過改變水路中的阻力大小來改變供水的能力，以適應(yīng)用戶對(duì)水流量的需求。常見調(diào)節(jié)水流量的方法6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理1．閥門控制法常見調(diào)節(jié)水流量的方法6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理1．閥門控制法常見調(diào)節(jié)水流量的方法課堂互動(dòng)揚(yáng)程指的是什么？知識(shí)鏈接揚(yáng)程是指水泵的抽水能力，即水泵將水從水面上揚(yáng)的高度。而揚(yáng)程特性是指揚(yáng)程與水泵中水流量的關(guān)系，如圖中曲線①和④所示。管阻特性則是指水流在管道中受到的阻力與水流量的關(guān)系，如圖中曲線②和③所示。常見調(diào)節(jié)水流量的方法6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理2．轉(zhuǎn)速控制法轉(zhuǎn)速控制法是通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)水流量的，而閥門開度則保持為最大開度，其實(shí)質(zhì)是通過改變水泵的揚(yáng)程來滿足用戶對(duì)水流量的需求。當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速改變時(shí)，揚(yáng)程特性也隨之改變，而管阻特性則保持不變。常見調(diào)節(jié)水流量的方法6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理2．轉(zhuǎn)速控制法常見調(diào)節(jié)水流量的方法課堂互動(dòng)閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法討論的基礎(chǔ)是什么？上述關(guān)于閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法討論的基礎(chǔ)是最低揚(yáng)程必須能夠保證所有用戶對(duì)水流量的需求。點(diǎn)撥6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理3．閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法供水功率的比較比較閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法可知，當(dāng)所需流量小于額定流量時(shí)，轉(zhuǎn)速控制法所需的揚(yáng)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于閥門控制法。因此，轉(zhuǎn)速控制法所需的供水功率也比閥門控制法小得多。這是變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中具有節(jié)能效果最基本的一方面。6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理4．從水泵的工作效率看節(jié)能效果6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理4．從水泵的工作效率看節(jié)能效果6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理4．從水泵的工作效率看節(jié)能效果水泵的工作效率曲線6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理4．從水泵的工作效率看節(jié)能效果水泵的工作效率曲線6.4.1變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理4．從水泵的工作效率看節(jié)能效果綜上所述，當(dāng)采用轉(zhuǎn)速控制法時(shí)，水泵的工作效率總是處于最佳狀態(tài)。因此，與閥門控制法相比，水泵的工作效率要大得多。這是變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中具有節(jié)能效果的另一方面。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)為保證小區(qū)內(nèi)所有用戶的用水，需要使用恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)。如圖所示，其中，壓力反饋回路通過目標(biāo)壓力信號(hào)和反饋壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)功能。恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖從圖中可以看出，目標(biāo)壓力信號(hào)

可以通過外接電位器的滑動(dòng)觸點(diǎn)加在變頻器的VRF端上，也可以由變頻器的鍵盤直接給定。反饋壓力信號(hào)則是一個(gè)反映實(shí)際壓力的信號(hào)，是由壓力變送器SP反饋回來的。下面主要介紹恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的選擇方法和功能預(yù)置。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)通常情況下，可以直接選用水泵專用型變頻器；對(duì)于雜質(zhì)或泥沙較多的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)水泵對(duì)過載能力的要求，選用通用型變頻器；若是齒輪泵，屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則應(yīng)選用

U/f控制方式的通用型變頻器。1．變頻器的選擇方法6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．變頻器的功能預(yù)置對(duì)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器進(jìn)行功能預(yù)置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（1）最高頻率。水泵為二次方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過其額定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)矩將按二次方規(guī)律增加。因此，變頻器的最高工作頻率不能超過額定頻率，即。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．變頻器的功能預(yù)置（2）上限頻率。上限頻率不是最高頻率，而是與生產(chǎn)機(jī)械所要求的最高轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率。一般來講，上限頻率應(yīng)等于額定頻率，有時(shí)也可以預(yù)置得略低一些。原因是，水泵直接在工頻50Hz的電源下運(yùn)行時(shí)，會(huì)損失變頻器本身的功率，此時(shí)變頻會(huì)失去作用。因此，將上限頻率預(yù)置為49Hz或49.5Hz

是比較合適的。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．變頻器的功能預(yù)置（3）下限頻率。在恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速過低，水泵的全揚(yáng)程會(huì)小于實(shí)際揚(yáng)程，造成水泵空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。因此，在大多數(shù)情況下，下限頻率應(yīng)定為30~35Hz。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．變頻器的功能預(yù)置（4）啟動(dòng)頻率。水泵在啟動(dòng)時(shí)存在一定的阻力，在從零開始啟動(dòng)的一段頻率內(nèi)是無法運(yùn)轉(zhuǎn)的。因此，應(yīng)適當(dāng)預(yù)置啟動(dòng)頻率，使其在啟動(dòng)瞬間有一定的沖力，幫助克服啟動(dòng)阻力。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．變頻器的功能預(yù)置（5）加速和減速時(shí)間。水泵不屬于頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)的負(fù)載，其加速時(shí)間和減速時(shí)間的長(zhǎng)短不涉及生產(chǎn)效率的問題。因此，可以將加速時(shí)間和減速時(shí)間預(yù)置得長(zhǎng)一些。6.4.2恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．變頻器的功能預(yù)置（6）暫停功能。在用于生活的恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)中，可使主水泵在夜間暫停運(yùn)行。因?yàn)橐归g用水量較小，即使水泵在下限頻率下運(yùn)行，供水壓力仍能達(dá)到目標(biāo)值。拓展閱讀近年來，中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中鐵”）的盾構(gòu)機(jī)不僅用于地鐵、山嶺隧道和水利工程施工，還在國際市場(chǎng)大顯身手，李剛就是這些機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的操盤手。李剛：電氣系統(tǒng)的操盤手拓展閱讀在長(zhǎng)達(dá)20年的工作實(shí)踐中，李剛總結(jié)了一套本領(lǐng)。有一次，某盾構(gòu)機(jī)在返廠調(diào)試時(shí)需要使用的驅(qū)動(dòng)柜在工地，但客戶要求在工廠進(jìn)行調(diào)試，為此來回運(yùn)輸驅(qū)動(dòng)柜會(huì)耽誤工期。若在工廠調(diào)試，盾構(gòu)機(jī)所需要的電壓與車間電壓不符。面對(duì)問題，李剛利用車間現(xiàn)有的變頻柜，通過精密的數(shù)據(jù)計(jì)算，提出一個(gè)解決方案：在400V、29Hz的降壓條件下使用275kW電機(jī)。該方案不僅解決了問題，還實(shí)現(xiàn)了電機(jī)降壓在國內(nèi)外電氣行業(yè)的成功應(yīng)用。李剛：電氣系統(tǒng)的操盤手拓展閱讀另一個(gè)項(xiàng)目是“中鐵188號(hào)TBM”，這是一個(gè)全新的項(xiàng)目，其電纜走向與常規(guī)盾構(gòu)機(jī)完全不同，是國內(nèi)首批硬巖掘進(jìn)機(jī)。為解決該項(xiàng)目中的問題，李剛帶領(lǐng)電氣車間的同事查找資料、制訂方案，經(jīng)過無數(shù)次論證、實(shí)驗(yàn)，完美解決了電纜走向的規(guī)整問題。李剛：電氣系統(tǒng)的操盤手拓展閱讀正是李剛精益求精的匠心和長(zhǎng)久以來對(duì)事業(yè)的專注，讓他被同行稱為“電氣權(quán)威”。“產(chǎn)品質(zhì)量永遠(yuǎn)是第一位的，通過技術(shù)革新，讓我們的產(chǎn)品走向全世界。我喜歡創(chuàng)新，敢于挑戰(zhàn)，我會(huì)繼續(xù)行走在電氣之路上，不斷革新中鐵系列盾構(gòu)機(jī)各種電氣部件?！崩顒傉f。李剛：電氣系統(tǒng)的操盤手拓展閱讀歷史上，科學(xué)蘊(yùn)含在實(shí)用技術(shù)中；在現(xiàn)代，技術(shù)與科學(xué)并存。手上有絕活的工匠往往也是充滿科學(xué)精神的研究型人才。他們精湛的手藝不僅僅體現(xiàn)在手上，更體現(xiàn)在不懈探索的心思里。李剛：電氣系統(tǒng)的操盤手課堂互動(dòng)此案例給你帶來哪些收獲？常見的調(diào)節(jié)水流量的方法？對(duì)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器進(jìn)行功能預(yù)置時(shí)，應(yīng)注意幾點(diǎn)？課堂訓(xùn)練電機(jī)調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的節(jié)能原理恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)課堂小結(jié)項(xiàng)目實(shí)施調(diào)節(jié)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)（1）掌握恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理。（2）熟悉恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方法。1．實(shí)施目標(biāo)項(xiàng)目實(shí)施——調(diào)節(jié)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)2．實(shí)施器材變頻器、PLC控制器、壓力傳感器和水泵。項(xiàng)目實(shí)施——調(diào)節(jié)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)3．實(shí)施參數(shù)項(xiàng)目實(shí)施——調(diào)節(jié)恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器的輸出頻率為0.5～50Hz；頻率上升時(shí)間為25s；頻率下降時(shí)間為10s；生活