制冷压缩机的能量调节，除了在压缩机本身采取措施外(如上述各节所述)，还可以在压缩机的外部采取措施，实现能量(容量)调节。根据压缩机工作的基本原理，其制冷量Q­_o与输气量qv_h成正比，而压缩机的输气量qv_h与其转速。成正比，即转速二越高，制冷量Q­_o越大。

                                Q­_o∝f (qv_h)

                                qv_h∝f (n)

        因此，只要改变压缩机的转速，就能相应地改变压缩机的制冷量，实现压缩机的能量调节。压缩机的转速调节，根据其外部动力装置的不同，可分为原动机直接驱动、变速电动机驱动和电动机配合变速装置三种类型。

1、原动机直接驱动的压缩机变速调节

        在有些情况下，制冷压缩机采用原动机直接驱动。目前常用的原动机主要是内燃机，如柴油机、汽油机等。对于各种原动机，其转速的调节十分方便。例如对柴抽机，只要调节进人气缸燃烧的油量，就可以改变其转速。因此.当制冷压缩机采用内燃机直接驱动时，只要改变内燃机的转速，就可方便地实现制冷压缩机的变速调节。

        目前，由内燃机直接驱动的制冷压缩机，主要用于汽车和渔船上。其变速调节的主要特点是速度调节的范围大，并且可以实现无级调节。因此，当制冷压缩机采用内燃机直接驱动时，可以很方便地实现变速调节，其调节特性令人满意。

2、采用变速电动机时压缩机的变速调节

        目前绝大部分的制冷压缩机采用电动机驱动。因此选用变速电动机，就可以实现制冷压缩机的转速变化，常用的变速电动机有电磁调速电动机和变极对数电动机。

        所谓电磁调速电动机，是由恒速笼型异步电动机和靠励磁电流调速的电磁离合器组成。笼型异步电动机作为主动机带动电磁离合器为主动部分，其从动部分与负载联接。它与主动部分只有磁路联系而无机械联系。通过控制励磁电流改变磁路磁通，使离合器产生不同涡流转矩，实现调速目的。

        采用电磁调速电动机具有运行可靠、结构简单、价格便宜、控制线路简单、对电网无谐波影响，维修容易的优点。在闭环控制时，调速范围可达10：1以上，调速精度约2%，适用于中小功率电动机。

        电磁调速电动机调速的缺点是低速效率低，高速恃性软。输出最大转速只有空载转速的80%-90%,损失大。我国电磁调速电动机已成系列，通常又称滑差电动机，vs电动机。功率范围为0.4～500kW，型号为JZT。根据电磁调速电动机的特性，它适用于容量较小的制冷机，目前主要用于风机水泵的调速。

        电动机的同步转速可用下式计算：

                                      n_o=60f/p

式中：n_o为电动机的同步转速(r/min) ；

            F为电源频率(Hz )；

            P为电机的极对数(对)。

        当工频电网f= 50H_Z保持恒定，根据上式，只要改变电动机的极对数p，如等于1,2,3……对，即可方便地得到3000, 1500, 1000r/min，不同的同步转速。由于p都是正整数，因此调速只能是有级调速。

        变极对数的调速方法属于高效型调速方案，其优点是控制简单、初投资小、维护方便，可分段起动、减速、可回馈电能、节能效果好。

        采用变极对数的笼型异步电动机，通常简称多速机。我国已有双速、三速、四速的多速机，其主要缺点是调速无法连续平滑，只能是有级调速。

3.采用调速装置的变速调节

        利用不同的原理，采用各种调速装置，可以实现电动机的速度调节。对于绕线型电动机，可以采用转子串接附加电阻，借此改变电动机的机械特性，从而实现调速。这种调速方法一般只能是有级的和有触点的，而且不易实现调速自动化。为了克服这个缺点，可以采用直流调阻调速方法，即先把转子感应出的三相交流电整流成直流，然后通过晶闸管直流开关的作用，改变直流电路的电阻(相当于改变转子电路的电阻)，实现无级调速。

        (1)调压调速调压调速器是用于异步电机的一种调速装置。调压调速是通过调整电动机定子电压来实现调速。目前常用的笼型交流异步电动机是三相的，通常采用晶闸管三相调压器。由于晶闸管几乎不消耗铜铁材料、体积小、价格低，控制方便，现在已成为交流调压器的主要形式。

        调压调速方案具有调压装置体积小、线路简单、价格低、使用维修比较方便的优点。采用调压装置在轻载时可以提高功率因数，减少电动机空载损耗，且可以兼做笼型异步电动机降压起动设备，其缺点是低速运行时转差功率大、效率低、调速特性软、调速范围小。

    (2)变频调速交流变频调速是80年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术。由于该技术具有许多明显的优点，发展非常迅速，现已成为现代交流调速的基础和主力。在发达国家，变频调速装置已经开发了从不足1kW到数千千瓦的系列产品。在我国，适应中小容量的变频器，已经进人推广应用阶段。

        在变频器中，当前脉冲宽度调制型、多重化电流型、交一交变频器有上升趋势。变频器使用的半导体器件也正向模块化、快速化、光控化、耐高压大电流化、自开断、高可靠性方向发展。变频调速技术正朝着高性能、高精度、大容量、微型化，数字化方向前进。

        变频式能量调节是指用改变压缩机电动机供电频率的方法，改变电动机转速，相应地改变压缩机的转速，使压缩机产冷量与热负荷的变化达到最佳匹配。在压缩式制冷装置中，不论是活塞式、螺杆式压缩式，还是离心式压缩机，凡是由电动机直接驱动的压缩机均可采用这种方法。因此，这种能量调节适用于各种压缩机，并且具有优良的调节特性和经济性。

        各种压缩机中匹配的均为感应式电动机，其转速的表达式为

                                   n=60f (1-s)/p

式中：f为电动机电源频率(Hz) ；

            s为电动机滑差率；

            p为电动机的极对数(对)；

            n为电动机的转速(r/min) 。

        由上式可见，只要改变供电频率f，就能改变感应电动机的转速。变频式能量调节就是通过变频装置改变供电频率，使压缩机匹配的电动机转速变化而达到容量控制的目的。

        变频调速系统的核心是变频器和控制器。变频调速通常按变频器的特点进行分类，可分成交流一直流一交流(简称交一直一交)变频器和交流一交流〔简称交一交)变频器两大类。前者又称带直流环节的间接式变频器，后者又称直接式变频器。变频器的变流元件，目前使用的有三种：大功率三极管(GTR)，晶闸管(SCR)，可关断晶闸管(GTO)。控制器采用微机接收各传感器发来的信号，经程序运算、判断、发出变频控制信号，改变电动机的供电频率。

        控制器产生的变频控制信号的波形有多种，但最为先进的硬件结构简单，系统动态性能好，最常用的是脉冲宽度调制(PWM)、矢量变换控制(VRC)模式。PWM变频电动机驱动系统中，均使用电压与频率比恒定(即V/f二常数)的变频输出模式。这种模式配合一般感应电动机的输出特性，使感应电动机在不同转速下有恒定转矩，这样就可适应压缩机在工作过程转矩基本不变的特性。

        理论分析表明，不论是活塞式、螺杆式或离心式压缩机，改变转速的能量调节方式具有最佳的调节特性。早期实践中的主要问题是如何实现转速的改变。如在压缩机和原动机之间采用液力联轴器或者磁性联轴器来改变转速。调节的经济性就大大降低。80年代微电脑技术和电力电子技术的匕速发展，使变频调速技术获得了突破性进展。

        制冷压缩机采用变频式能量调节的主要特点如下：

        1)节能、能效比高。这是变频式调节最突出的优点。在部分负荷运行时，山于冷凝器、蒸发器的热流量减小，制冷系数明显提高。例如美国YORK Codepak系列离心式冷水机组。采用“Turbo-变速调节器”实现变频调速，实际运行表明，比固定转速的冷水机组每年可节电约30%。在小型空调器中，采用变频能量调节节电可达40%。囚为空调人部分时间都在部分负荷下运行，部分负荷时效率的提高，可以大幅度地减少全年运行电费。

        2)起动电流小。一般电动机的起动电流是额定电流的5～7倍，即使采取了降压等措施.起动过程对电网冲击较人。采用变频调节时，可以进行“软起动”(软件控制起动)，即起动时以低频、低压供电，待起动完成后再投人全速运行。因而变频能量调节的起动电流小，对电网的干扰小。

        3)压缩机的寿命长。采用变频调节后，压缩机大部分时间都在低十额定转速下连续运行，避免了频繁的起动停机。这样压缩机和电动机的机械冲击和电冲击就大大减少，因而磨损少、寿命长、可靠性高。

        4)无级调速、调节范围宽。目前变频调速的变频范围已达15～180Hz，压缩机的调速范围可达20 ：1。适应负荷变化的范围非常宽，完全可以满足各种不同情况的调节需要J

        5)温度波动小、控制精度高。由于变频式能量调节具有随负荷改变容量的特性，大负荷时机器可在高频高出率状态下运行，到达设定温度速度快。又因为容量始终追踪负荷调变，因此控制精度高。例如，对变频式空调器的实测表明，从起动到达设定温度的时间及室温波动幅度，均比一般开关控制式空调器减小一半。

        6)可以利用原笼型异步电动机，对减少初投资特别有利。对现有制冷装置进行技术改造，更适合采用这种调速方式。

        变频调速实现制冷压缩机能量调节的方式也存在一些缺点，主要是变频器较复杂，初投资较大。而几要求使用、维护、管理技术水平高，尽管如此，变频调速的优点还是明显大于缺点。因此，变频调速已发展成一门专门技术，获得越来越广泛的应用，详细可参阅有关专著。据国内在水泵、风机方面的实际应用，可以实现最经济运行，通常节电可达30%～40%。

        综上所述，制冷压缩机采用改变转速进行能量调节，通常其有良好的调节特性，节能效果良好。但各种调速方案特性和效果不同。在选择调速方案时，要充分考虑：①要求的速度变化范围；②压缩机或电动机的负荷大小；③调速装置的技术复杂程度；④调速装置的价格；⑥可靠性及易维修性；⑥特殊要求或其它因素。必须深人调查研究，综合考虑，进行技术经济分析，最后才确定调速方案。

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