圖 6-25 變頻器的控制電路
如圖 6-25 所示，說明如下：
1.PLC 通電
由開關 SA1 控制。
2. 變頻器的通電
由按鈕 SB1、SB2 控制。按下 SB1，接觸器 KM 得電，變頻器通電；按下 SB2，接觸器 KM 失電，變頻器斷電。
3. 刨臺步進與步退
由按鈕 SJF、SJR 控制。按下 SJF，PLC 的 Y2 有信號輸出，變頻器處于正轉點動狀態；按下 SJR，PLC 的 Y3有信號輸出，變頻器處于反轉點動狀態。
4. 刨臺前進
由按鈕 SF 控制。按下 SF，一方面，PLC 的 Y0 有信號輸出，電動機正轉，刨臺前進；另一方面，PLC 的 Y17也有信號輸出，繼電器 KA1 得電，刨臺的前進速度由電位器 RP1 決定。此外，SF 也常作為刨臺循環運行的起始按鈕。
5. 刨臺后退
由按鈕 SR 控制。按下 SR，一方面，PLC 的 Y1 有信號輸出，電動機反轉，刨臺后退；另一方面，PLC 的 Y20也有信號輸出，繼電器 KA2 得電，刨臺的后退速度由電位器 RP2 決定。此外，SR 也可作為刨臺循環運行的起始按鈕。
6. 刨臺停止
由按鈕 ST 控制，在刨臺運行過程中，或刨削結束后，用于停止刨臺的運行。
6.4.4.4 變頻器的功能預置
見表 6-4
6.4.4.5 主電路其他電器的選擇
1. 空氣開關
如上述，刨臺在工作過程中，處于頻繁地往復運行的狀態。為了提高工作效率、縮短輔助時間，刨臺的升、降速時間應盡量地短。因此，直流回路中的制動電阻與制動單元是必不可少的。制動電阻的電阻值：根據實際試驗，制動轉矩應不小于電動機額定轉矩的1.5 倍。則：
所以，上述電熱管組的容量是足夠的。
(4) 制動單元
如第五章中5.8.3 節所述，這里不再贅述。
6.4.4.6 抬刀控制
抬刀電磁鐵由直流電源供電，所用直流電源由220V交流電壓全波整流后得到。但簡單地進行全波整流后的平均電壓只有：
(a）全波整流電路 (b）升壓電路
圖6 － 26 抬刀用整流電路
圖6-27 中央空調系統的大致構成
6.5 中央空調的變頻調速
6.5.1 中央空調系統的大致構成
如圖6-27 所示，中央空調系統主要由以下幾個部分組成：
6.5.1.1 冷凍主機與冷卻水塔
1. 冷凍主機
也叫致冷裝置，是中央空調的“致冷源”，通往各個房間的循環水由冷凍主機進行“內部熱交換”，降溫為“冷凍水”。
近年來，冷凍主機也有采用變頻調速的，是由生產廠原配的，不必再改造。未采用變頻調速的冷凍主機，改造為變頻調速的例子還不多，故本文將不討論冷凍主機的變頻調速問題。
2．冷卻水塔
冷凍主機在致冷過程中，必然會釋放熱量，使機組發熱。冷卻水塔用于為冷凍主機提供“冷卻水”。冷卻水在盤旋流過冷凍主機后，將帶走冷凍主機所產生的熱量，使冷凍主機降溫。
圖6-27 中央空調系統的大致構成
6.5.1.2 “外部熱交換”系統
由以下幾個系統組成：
1．冷凍水循環系統
由冷凍泵及冷凍水管道組成。從冷凍主機流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，通過各房間的盤管，帶走房間內的熱量，使房間內的溫度下降。同時，房間內的熱量被冷凍水吸收，使冷凍水的溫度升高。溫度升高了的循環水經冷凍主機后又成為冷凍水，如此循環不已。
從冷凍主機流出、進入房間的冷凍水簡稱為“出水”；
流經所有的房間后回到冷凍主機的冷凍水簡稱為“回水”。無疑，回水的溫度將高于出水的溫度，形成溫差。
2．冷卻水循環系統
冷卻泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。冷凍主機在進行熱交換、使水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫的冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降溫了的冷卻水，送回到冷凍機組。如此不斷循環，帶走了冷凍主機釋放的熱量。
流進冷凍主機的冷卻水簡稱為“進水”； 從冷凍主機流回冷卻塔的冷卻水簡稱為“回水”。同樣，回水的溫度將高于進水的溫度，形成溫差。
3．冷卻風機
有兩種情況：
（1）盤管風機
安裝于所有需要降溫的房間內，用于將由冷凍水盤管冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內的熱交換。
（2）冷卻塔風機
用于降低冷卻塔中的水溫，加速將“回水”帶回的熱量散發到大氣中去。可以看出，中央空調系統的工作過程是一個不斷地進行熱交換的能量轉換過程。在這里，冷凍水和冷卻水循環系統是能量的主要傳遞者。因此，對冷凍水和冷卻水循環系統的控制便是中央空調控制系統的重要組成部分。
6.5.2 循環水系統與供水系統的節能比較
6.5.2.1 循環水系統的特點
1. 管路特點
靜態揚程等于0。所謂靜態揚程，是供水系統為了提供一定流量必須上揚的高度，它體現為從水池的水平面到管路最高處之間的上揚高度，也稱為靜揚程，符號是HA。
2. 靜揚程與功耗
十分明顯的是，水泵克服靜揚程所需的功率，屬于并不真正作功的基本功耗。舉例如下：
（ａ）高樓供水 （ｂ）車間供水
圖6-28 靜揚程與功耗
（1）高樓供水
這是許多民用建筑的特點，如圖6-28（a）所示，靜揚程HA1 較大，基本功耗也較大。
（2）車間供水
大多數工廠的車間都是低層建筑，如圖6-28（b）所示。靜揚程HA2 較小，基本功耗也小。
3. 中央空調的靜揚程
中央空調水系統的靜揚程幾乎為0。如圖6-29 所示：冷卻水系統猶如一個U 形管，靜揚程等于水管的高度與冷卻塔水面之間的距離，HA 很小，如圖（a）所示。冷凍水系統則幾乎是一個封閉的管路，如圖（b）所示，沒有靜揚程：HA=0
所以，中央空調使用了變頻調速后，節能效果十分顯著。
6.5.3 冷卻水系統的變頻調速
6.5.3.1 控制的主要依據
1．基本情況
冷卻水的進水溫度也就是冷卻水塔內水的溫度，它取決于環境溫度和冷卻風機的工作情況；回水溫度主要取決于冷凍主機的發熱情況。
2．溫度控制
在進行控制時，有兩個基本情況：
（1）如果回水溫度太高，將影響冷凍主機的冷卻效果。
為了保護冷凍主機，當回水的溫度超過一定值后，必須進行保護性跳閘。一般情況下，回水溫度不得超過37℃。因此，根據回水溫度來決定冷卻水的流量是可取的。
為了保護冷凍主機，當回水的溫度超過一定值后，必須進行保護性跳閘。一般情況下，回水溫度不得超過37℃。因此，根據回水溫度來決定冷卻水的流量是可取的。
（2）即使進水和回水的溫度很低，也不允許冷卻水斷流。
因此，在實行變頻調速時，應預置一個下限工作頻率。綜合起來，便是：當回水溫度較低時，冷卻泵以下限
因此，在實行變頻調速時，應預置一個下限工作頻率。綜合起來，便是：當回水溫度較低時，冷卻泵以下限
(a) 冷卻水系統 (b) 冷凍水系統
圖6-29 中央空調的靜揚程
轉速運行；當回水溫度漸高時，冷卻泵的轉速也逐漸升高，而當回水溫度升高到某一設定值（如35℃）時，應該采取進一步措施：或增加冷卻泵的運行臺數，或增加水塔冷卻風機的運行臺數。
3．溫差控制
最能反映冷凍主機的發熱情況、體現冷卻效果的是回水溫度to 與進水溫度ti 之間的“溫差”Δt，因為溫差的大小反映了冷卻水從冷凍主機帶走的熱量。所以，把溫差Δt作為控制的主要依據，通過變頻調速實現溫差控制是可取的。即：溫差大，說明主機產生的熱量多，應提高冷卻泵的轉速、加快冷卻水的循環；反之，溫差小，說明主機產生的熱量少，可以適當降低冷卻泵的轉速、減緩冷卻水的循環。實際運行表明，把溫差值控制在3 ～ 5℃的范圍內是比較適宜的。
4．溫差與進水溫度的綜合控制
由于進水溫度是隨環境溫度而改變的，因此，把溫差恒定為某值并非上策。因為，當我們采用變頻調速系統時，所考慮的不僅僅是冷卻效果，還必須考慮節能效果。具體地說，則：溫差值定低了，水泵的平均轉速上升，影響節能效果；溫差值定高了，在進水溫度偏高時，又會影響冷卻效果。實踐表明，根據進水溫度來隨時調整溫差的大小是可取的。即：進水溫度低時，應主要著眼于節能效果，控制溫差可適當地高一點；而在進水溫度高時，則必須保證冷卻效果，控制溫差應低一些。
6.5.4 冷凍水系統的變頻調速
6.5.4.1 控制的主要依據
在冷凍水系統的變頻調速方案中，提出的控制依據主要有兩種：
1．壓差控制
即以出水壓力和回水壓力之間的壓差作為控制依據，其基本考慮是使最高樓層的冷凍水能夠保持足夠的壓力。這種方案存在著一個問題：即，沒有把環境溫度變化的因素考慮進去，就是說，冷凍水所帶走的熱量與房間溫度無關，這明顯地不大合理。
2．溫度或溫差控制
嚴格地說，冷凍主機的回水溫度和出水溫度之差表明了冷凍水從房間帶走的熱量，應該作為控制依據。但由于冷凍主機的出水溫度一般較為穩定，故實際上，只需根據回水溫度進行控制就可以了。為了確保最高樓層具有足夠的壓力，在回水管上接一個壓力表，如果回水壓力低于規定值，電動機的轉速將不再下降。
第七章 變頻器應用技術便查錄
7.1 變頻器的主要電路
內容提要
本節包含三部分內容：
第一部分，是變頻器的主電路，這是各種變頻器通用的基本電路；
第二部分，是變頻器為用戶提供的，可供用戶選擇的控制電路，不同變頻器對這部分的設置大同小異；
第三部分，是開關電源及各種檢測電路，這部分的電路十分繁多，這里僅舉一些簡單的例子，供讀者們有一個大概的了解。
7.1.1 內部主電路
變頻器的內部主電路如圖7-1 所示。
7.1.1.1 交- 直變換電路
1. 功能
把電源進線的交變電壓整流成直流電壓。
2. 組成
VD1~VD6：構成三相全波整流橋；
DL：直流電抗器，用于改善功率因數；
RL：限流電阻，用于削弱剛接通電源時的沖擊電流；
SL：短路器件，用于當電容器充電完畢后把限流電阻短路掉；
CF1、CF2：濾波電容器；
RC1、RC2：均壓電阻，用于使兩個串聯的電容器的電
圖7-1 內部主電路
圖7-1 內部主電路
壓分配均勻；
HL：有電指示燈，用于表示電路處于有電狀態；
RH：HL 的限流電阻。
7.1.1.2 直- 交變換電路
1．功能
把直流電壓逆變成三相交變電壓。
2．組成
VT1~VT6：逆變用開關器件（多數用IGBT）；
VD7~VD12：為反向電流提供通路。
7.1.1.3 能耗電路
RB：制動電阻，用于消耗直流回路多余的電能；
BV：制動單元，用于控制是否需要接通能耗電路。
7.1.2 外接主電路
變頻器在實際使用時，是需要外接一些配件的，如圖
7-2 所示。
圖7-2 變頻器的外接主電路
圖7-2 變頻器的外接主電路
7.1.2.1 外接輸入電路
1．空氣斷路器Q
（1）主要作用：
①接通電源
需要使用變頻器時，接通電源。
②隔離
當變頻器需要檢查或修理時，斷開空氣斷路器，使變頻器與電源隔離。
③保護
空氣斷路器具有過電流和欠電壓等保護功能。能有效地對變頻器電路進行短路保護及其他保護。
2．輸入接觸器KM
（1）功用
用于接通或切斷變頻器的電源。還可以和變頻器的報警輸出端子配合，當變頻器因故障而跳閘時，使變頻器迅速脫離電源。
（2）選擇方法
3．快速熔斷器FU
（1）功用
主要用于短路保護。當變頻器的主電路發生短路時，其保護作用快于空氣斷路器。有的變頻器在內部直流回路內已經配置了快速熔斷器，則外電路中就不必再配置了。
（2）選擇方法
略小于空氣斷路器的額定電流。
4．交流電抗器AL
（1）功用
①改善功率因數。
②當電源三相電壓不平衡時，抑制變頻器輸入電壓的不平衡度。
（2）選擇方法
①額定電流
用于抗干擾。
7.1.2.2 外接輸出電路
1．濾波器ZF2
用于抗干擾。
2．關于輸出接觸器
（1）不接輸出接觸器的場合
在一臺變頻器驅動一臺電動機的情況下，不建議接入輸出接觸器。這是因為，如果輸出側接入了接觸器，有可能出現變頻器的輸出頻率從0Hz 開始上升時，電動機卻因接觸器未閉合而并未起動，等到輸出側接觸器閉合時，變頻器已經有較高的輸出頻率了，從而構成電動機在一定頻率下的直接起動，導致變頻器因過電流而跳閘。
（2）必須接入輸出接觸器的場合
在某些場合，變頻器的輸出側又不可避免地需要接入接觸器。
例如，變頻運行需要和工頻運行進行切換的場合，當電動機工頻運行時，必須使電動機首先與變頻器脫離，這就需要用輸出接觸器了。
3．關于熱繼電器
（1）不接熱繼電器的場合
在一臺變頻器驅動一臺電動機的情況下，因為變頻器內部具有十分完善的熱保護功能，沒有必要接入熱繼電器。
（2）需要熱繼電器的場合
在上述需要接輸出接觸器的場合，熱繼電器也應該接入。
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