VSD变频驱动介绍

冷凝压力PC
压头=PcPe
蒸发压力Pe
压焓图
制冷剂向大气放热
冷凝器
截
流 孔
压缩机的压缩过程
板 蒸发器
降低压头 减少压缩机功耗
制冷剂从负荷吸热 焓
减少能耗
一.离心式压缩机的卸载控制
如何把这一工作原理应用到离心式冷水机组上呢?
降低压头
降低能耗
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一.离心式压缩机的卸载控制 在恒速离心式压缩机的压缩过程中:
–通过调节制冷剂流量来调节压缩机的压头 –制冷剂流量-----通过控制PRV的开度来调节
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一.离心式压缩机的卸载控制
• 通过Pre-Rotation Vane (PRV) 控制来卸载
–卸载时关闭 PRV –可扩展运行区域 (从 ~50% 降到 ~20%)
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一.离心式压缩机的卸载控制
让我们看看汽车的刹车和加速
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一.离心式压缩机的卸载控制
轿车的驱动系统分析
刹车 -导流叶片 油门- 电机
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导流叶片 电机
一.离心式压缩机的卸载控制
恒速
• 加速器固定在地板上 • 用刹车来减速
导流叶片 电机
一.离心式压缩机的卸载控制
变速
• 主要依靠加速器来控制 • 只在需要的时候用刹车
导流叶片 电机
一.离心式压缩机的卸载控制
对于离心式压缩机,如果通过速度控制卸载
压缩机输入功 (能耗) 与叶轮转速 rpm的关系 随着转速的降低，压缩机输入功大幅度下降
BPH=Flow x Head / Eff
因为 flow ∝ rpm Head ∝ rpm 2
所以 BPH ∝rpm 3
RPM of Compressor

100% 80% 60% 40% 20%
恒速与变速冷水机组负荷-效率曲线比较
1.1
1.0
0.9
0.8
Constant Speed 恒速
0.7
Variable Speed 变速
0.6
0.5
0.4
节能30%
0.3
部分负荷比例
特点与优势
软启动
可替代启动器
从1Hz开始启动
从不超过 100% FLA
比较
PRV 控制逻辑
速度余量
PRV 控制信号 （开启或关闭）
实际电机速度
变频冷水机组是如何工作的？
冷冻水出水温度 温度设置值
蒸发 / 冷凝压力 PRV 位置
实际电机转速
优化电机转速
优化 PRV 位置
变频冷水机组是如何工作的？
定速机组
变频机组
负荷降低，PRV 关闭 电机转速恒定
自适应冷量控制逻辑 优化压缩机效率 降低电机转速 优化 PRV 位置 能耗降低
约克变频驱动器(VSD)优点
年节能30% 在低负荷运行时全面避免喘震 延长机组使用寿命 维修、保养方便 降低辅助设备投资 宁静运行 完善的电器保护
定速与变频冷水机组的能耗比较
采用变频冷水机组的必要性——
由于室外温度 (干球/湿球温度) 随时间和季节的变化而变 化
只有 1% 的运行时间机组处于设计工况下的满负荷运行 变频冷水机组能充分利用低冷却水温度带来的优势（压头
对冲击电流具有非常好的限制能力 (改造项目, 变压器容量小、 发电机容量小)
500% 400%
冲击电流
Motor FLA (%)
300% 200% 100%
星三角启动器 Optispeed VSD

VSD变频基本原理VSD（Variable Frequency Drive）即变频驱动器，它是一种通过改变电机转速来调节负载的驱动器。

VSD的工作原理是通过改变电源电压的频率和幅值来控制电动机的转速。

下面将详细介绍VSD变频基本原理。

1.电压和频率关系：电动机的转速直接与电源电压和频率有关。

根据公式：N=(120*f)/P其中N是电机转速，f是电源频率，P是极数，120为常数。

可以看出，电源频率越高，电机转速越快。

2.VSD的主要组成：一个VSD主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。

整流器将交流电转换为直流电，滤波器用于平滑输出电压，逆变器将直流电转换为交流电，并且可以改变交流电的频率和幅值，控制电路用于控制整个系统。

3. PWM控制：逆变器使用PWM（Pulse Width Modulation）控制方式，即改变矩形波的占空比来控制输出电压的频率和幅值。

PWM控制主要有两种方式：定频率可变占空比和定占空比可变频率。

a.定频率可变占空比：通过改变矩形波的占空比，即高电平时间和低电平时间的比例来调整电压幅值。

在每个周期内，高电平时间越长，输出电压越高，电机转速也就越快。

b.定占空比可变频率：通过改变矩形波的频率，即每秒内的周期数来调整电源频率。

将周期频率调高，即每秒周期数增加，电机转速也就增加。

4.反馈控制：VSD系统通常配备有反馈装置，如转速传感器或编码器，通过实时监测电机的转速并反馈给控制电路，从而实现更精确的转速控制。

根据反馈信息，控制电路不断调整逆变器的输出，使电机保持恒定的转速。

5.断电保护：VSD还具有断电保护功能。

当电源供电异常或者故障时，VSD可以立即停止输出，保护电机和设备的安全。

6.节能效果：VSD的主要优势在于它能够根据实际负载需求来调节电机的转速，从而使电机运行在最佳效率点，最大限度地节省能源。

通过降低转速来降低电机运行的功率需求，VSD能够达到节能的效果。

总结起来，VSD通过改变电源电压的频率和幅值来调节电机的转速，从而实现对负载的精确控制。

软起动
起动电压：UQD 起动电流：IQD 启动力矩：MQD
1/√3 UE 1/3 IQE 1/3 MQE 1.起动电流小
K UE K2 IQE K2MQE
1.起动电流小
K UE K IQE K2MQE 1.起动电流小
0.66/0.71/0.77 UE 0.44/.0.5/0.6 IQE 0.44/0.5/0.6MQE 1.起动电流较大
YORK恒速机组 60% 负荷 100% 负荷 80% 负荷
YORK 变速驱动 100% 负荷 80% 负荷 60% 负荷
60 F
1.1
变速驱动离心机
1.0
0.9
kW/Ton
0.8
Constant Speed
Variable Speed 0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
100%
80%
60%
40%
负荷%
6. 换接时有冲击电流
6. 起动平稳无冲击电流
7. 换接时的冲击对机械 7. 换接时的冲击对机械 7. 换接时的冲击对机械 7. 换接时的冲击对机械设 7. 起动时无冲击,对机械设
设备有影响
设备有影响
设备有影响
备有影响备无影响源自8. 经常采用8. 经常采用
8.不 经常采用 8.不 经常采用
8. 应用得越来越多
KW/TON 0.560 0.533 0.510 0.498 0.495 0.501 0.518 0.563 0.682 1.099
KW/TON 0.585 0.537 0.497 0.466 0.438 0.432 0.419 0.429 0.481 0.665
%SAVED -4.46 -0.75 2.55 6.43 11.52 13.77 19.11 23.80 29.47 39.49