食品的冷凍、冷藏要使用冷凍機,因而在食品行業,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點如下
1) 節能 相應于冷卻負載的變化改變壓縮機轉速,使其始終運行在最佳點。從而減少所需動力。
2) 恒溫 采用連續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地區的能力只有60hz地區的80%,而變頻器控制則可以做到與電源頻率無關,始終保持一定的能力。
二.設備組成
圖1
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,電機功率為190KW。PID調節是由變頻器自帶的內置PID調節器完成的。在根據負載變化控制制冷機轉速的方法中,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系,且在現場管道上安裝壓力變送器更容些,因而在本系統中,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,防止機械設備的損壞。另外該制冷機原為兩地控制,采用變頻后我們仍保持原有的兩地控制,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。但是制冷機結合實際機的使用范圍廣,一般都與電機的設計條件不完全一致。在運行條件上電壓也需要改變,最終仍需要實驗確定最佳/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,因此我們仍采用原有的電機及機械設備,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系統。