图 6-25 变频器的控制电路
如图 6-25 所示，说明如下：
1.PLC 通电
由开关 SA1 控制。
2. 变频器的通电
由按钮 SB1、SB2 控制。按下 SB1，接触器 KM 得电，变频器通电；按下 SB2，接触器 KM 失电，变频器断电。
3. 刨台步进与步退
由按钮 SJF、SJR 控制。按下 SJF，PLC 的 Y2 有信号输出，变频器处于正转点动状态；按下 SJR，PLC 的 Y3有信号输出，变频器处于反转点动状态。
4. 刨台前进
由按钮 SF 控制。按下 SF，一方面，PLC 的 Y0 有信号输出，电动机正转，刨台前进；另一方面，PLC 的 Y17也有信号输出，继电器 KA1 得电，刨台的前进速度由电位器 RP1 决定。此外，SF 也常作为刨台循环运行的起始按钮。
5. 刨台后退
由按钮 SR 控制。按下 SR，一方面，PLC 的 Y1 有信号输出，电动机反转，刨台后退；另一方面，PLC 的 Y20也有信号输出，继电器 KA2 得电，刨台的后退速度由电位器 RP2 决定。此外，SR 也可作为刨台循环运行的起始按钮。
6. 刨台停止
由按钮 ST 控制，在刨台运行过程中，或刨削结束后，用于停止刨台的运行。
6.4.4.4 变频器的功能预置
见表 6-4
6.4.4.5 主电路其他电器的选择
1. 空气开关
如上述，刨台在工作过程中，处于频繁地往复运行的状态。为了提高工作效率、缩短辅助时间，刨台的升、降速时间应尽量地短。因此，直流回路中的制动电阻与制动单元是必不可少的。制动电阻的电阻值：根据实际试验，制动转矩应不小于电动机额定转矩的1.5 倍。则：
所以，上述电热管组的容量是足够的。
(4) 制动单元
如第五章中5.8.3 节所述，这里不再赘述。
6.4.4.6 抬刀控制
抬刀电磁铁由直流电源供电，所用直流电源由220V交流电压全波整流后得到。但简单地进行全波整流后的平均电压只有：
(a）全波整流电路 (b）升压电路
图6 － 26 抬刀用整流电路
图6-27 中央空调系统的大致构成
6.5 中央空调的变频调速
6.5.1 中央空调系统的大致构成
如图6-27 所示，中央空调系统主要由以下几个部分组成：
6.5.1.1 冷冻主机与冷却水塔
1. 冷冻主机
也叫致冷装置，是中央空调的“致冷源”，通往各个房间的循环水由冷冻主机进行“内部热交换”，降温为“冷冻水”。
近年来，冷冻主机也有采用变频调速的，是由生产厂原配的，不必再改造。未采用变频调速的冷冻主机，改造为变频调速的例子还不多，故本文将不讨论冷冻主机的变频调速问题。
2．冷却水塔
冷冻主机在致冷过程中，必然会释放热量，使机组发热。冷却水塔用于为冷冻主机提供“冷却水”。冷却水在盘旋流过冷冻主机后，将带走冷冻主机所产生的热量，使冷冻主机降温。
图6-27 中央空调系统的大致构成
6.5.1.2 “外部热交换”系统
由以下几个系统组成：
1．冷冻水循环系统
由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻主机流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，通过各房间的盘管，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。同时，房间内的热量被冷冻水吸收，使冷冻水的温度升高。温度升高了的循环水经冷冻主机后又成为冷冻水，如此循环不已。
从冷冻主机流出、进入房间的冷冻水简称为“出水”；
流经所有的房间后回到冷冻主机的冷冻水简称为“回水”。无疑，回水的温度将高于出水的温度，形成温差。
2．冷却水循环系统
冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻主机在进行热交换、使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降温了的冷却水，送回到冷冻机组。如此不断循环，带走了冷冻主机释放的热量。
流进冷冻主机的冷却水简称为“进水”； 从冷冻主机流回冷却塔的冷却水简称为“回水”。同样，回水的温度将高于进水的温度，形成温差。
3．冷却风机
有两种情况：
（1）盘管风机
安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水盘管冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换。
（2）冷却塔风机
用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。可以看出，中央空调系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。在这里，冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。因此，对冷冻水和冷却水循环系统的控制便是中央空调控制系统的重要组成部分。
6.5.2 循环水系统与供水系统的节能比较
6.5.2.1 循环水系统的特点
1. 管路特点
静态扬程等于0。所谓静态扬程，是供水系统为了提供一定流量必须上扬的高度，它体现为从水池的水平面到管路最高处之间的上扬高度，也称为静扬程，符号是HA。
2. 静扬程与功耗
十分明显的是，水泵克服静扬程所需的功率，属于并不真正作功的基本功耗。举例如下：
（ａ）高楼供水 （ｂ）车间供水
图6-28 静扬程与功耗
（1）高楼供水
这是许多民用建筑的特点，如图6-28（a）所示，静扬程HA1 较大，基本功耗也较大。
（2）车间供水
大多数工厂的车间都是低层建筑，如图6-28（b）所示。静扬程HA2 较小，基本功耗也小。
3. 中央空调的静扬程
中央空调水系统的静扬程几乎为0。如图6-29 所示：冷却水系统犹如一个U 形管，静扬程等于水管的高度与冷却塔水面之间的距离，HA 很小，如图（a）所示。冷冻水系统则几乎是一个封闭的管路，如图（b）所示，没有静扬程：HA=0
所以，中央空调使用了变频调速后，节能效果十分显著。
6.5.3 冷却水系统的变频调速
6.5.3.1 控制的主要依据
1．基本情况
冷却水的进水温度也就是冷却水塔内水的温度，它取决于环境温度和冷却风机的工作情况；回水温度主要取决于冷冻主机的发热情况。
2．温度控制
在进行控制时，有两个基本情况：
（1）如果回水温度太高，将影响冷冻主机的冷却效果。
为了保护冷冻主机，当回水的温度超过一定值后，必须进行保护性跳闸。一般情况下，回水温度不得超过37℃。因此，根据回水温度来决定冷却水的流量是可取的。
为了保护冷冻主机，当回水的温度超过一定值后，必须进行保护性跳闸。一般情况下，回水温度不得超过37℃。因此，根据回水温度来决定冷却水的流量是可取的。
（2）即使进水和回水的温度很低，也不允许冷却水断流。
因此，在实行变频调速时，应预置一个下限工作频率。综合起来，便是：当回水温度较低时，冷却泵以下限
因此，在实行变频调速时，应预置一个下限工作频率。综合起来，便是：当回水温度较低时，冷却泵以下限
(a) 冷却水系统 (b) 冷冻水系统
图6-29 中央空调的静扬程
转速运行；当回水温度渐高时，冷却泵的转速也逐渐升高，而当回水温度升高到某一设定值（如35℃）时，应该采取进一步措施：或增加冷却泵的运行台数，或增加水塔冷却风机的运行台数。
3．温差控制
最能反映冷冻主机的发热情况、体现冷却效果的是回水温度to 与进水温度ti 之间的“温差”Δt，因为温差的大小反映了冷却水从冷冻主机带走的热量。所以，把温差Δt作为控制的主要依据，通过变频调速实现温差控制是可取的。即：温差大，说明主机产生的热量多，应提高冷却泵的转速、加快冷却水的循环；反之，温差小，说明主机产生的热量少，可以适当降低冷却泵的转速、减缓冷却水的循环。实际运行表明，把温差值控制在3 ～ 5℃的范围内是比较适宜的。
4．温差与进水温度的综合控制
由于进水温度是随环境温度而改变的，因此，把温差恒定为某值并非上策。因为，当我们采用变频调速系统时，所考虑的不仅仅是冷却效果，还必须考虑节能效果。具体地说，则：温差值定低了，水泵的平均转速上升，影响节能效果；温差值定高了，在进水温度偏高时，又会影响冷却效果。实践表明，根据进水温度来随时调整温差的大小是可取的。即：进水温度低时，应主要着眼于节能效果，控制温差可适当地高一点；而在进水温度高时，则必须保证冷却效果，控制温差应低一些。
6.5.4 冷冻水系统的变频调速
6.5.4.1 控制的主要依据
在冷冻水系统的变频调速方案中，提出的控制依据主要有两种：
1．压差控制
即以出水压力和回水压力之间的压差作为控制依据，其基本考虑是使最高楼层的冷冻水能够保持足够的压力。这种方案存在着一个问题：即，没有把环境温度变化的因素考虑进去，就是说，冷冻水所带走的热量与房间温度无关，这明显地不大合理。
2．温度或温差控制
严格地说，冷冻主机的回水温度和出水温度之差表明了冷冻水从房间带走的热量，应该作为控制依据。但由于冷冻主机的出水温度一般较为稳定，故实际上，只需根据回水温度进行控制就可以了。为了确保最高楼层具有足够的压力，在回水管上接一个压力表，如果回水压力低于规定值，电动机的转速将不再下降。
第七章 变频器应用技术便查录
7.1 变频器的主要电路
内容提要
本节包含三部分内容：
第一部分，是变频器的主电路，这是各种变频器通用的基本电路；
第二部分，是变频器为用户提供的，可供用户选择的控制电路，不同变频器对这部分的设置大同小异；
第三部分，是开关电源及各种检测电路，这部分的电路十分繁多，这里仅举一些简单的例子，供读者们有一个大概的了解。
7.1.1 内部主电路
变频器的内部主电路如图7-1 所示。
7.1.1.1 交- 直变换电路
1. 功能
把电源进线的交变电压整流成直流电压。
2. 组成
VD1~VD6：构成三相全波整流桥；
DL：直流电抗器，用于改善功率因数；
RL：限流电阻，用于削弱刚接通电源时的冲击电流；
SL：短路器件，用于当电容器充电完毕后把限流电阻短路掉；
CF1、CF2：滤波电容器；
RC1、RC2：均压电阻，用于使两个串联的电容器的电
图7-1 内部主电路
图7-1 内部主电路
压分配均匀；
HL：有电指示灯，用于表示电路处于有电状态；
RH：HL 的限流电阻。
7.1.1.2 直- 交变换电路
1．功能
把直流电压逆变成三相交变电压。
2．组成
VT1~VT6：逆变用开关器件（多数用IGBT）；
VD7~VD12：为反向电流提供通路。
7.1.1.3 能耗电路
RB：制动电阻，用于消耗直流回路多余的电能；
BV：制动单元，用于控制是否需要接通能耗电路。
7.1.2 外接主电路
变频器在实际使用时，是需要外接一些配件的，如图
7-2 所示。
图7-2 变频器的外接主电路
图7-2 变频器的外接主电路
7.1.2.1 外接输入电路
1．空气断路器Q
（1）主要作用：
①接通电源
需要使用变频器时，接通电源。
②隔离
当变频器需要检查或修理时，断开空气断路器，使变频器与电源隔离。
③保护
空气断路器具有过电流和欠电压等保护功能。能有效地对变频器电路进行短路保护及其他保护。
2．输入接触器KM
（1）功用
用于接通或切断变频器的电源。还可以和变频器的报警输出端子配合，当变频器因故障而跳闸时，使变频器迅速脱离电源。
（2）选择方法
3．快速熔断器FU
（1）功用
主要用于短路保护。当变频器的主电路发生短路时，其保护作用快于空气断路器。有的变频器在内部直流回路内已经配置了快速熔断器，则外电路中就不必再配置了。
（2）选择方法
略小于空气断路器的额定电流。
4．交流电抗器AL
（1）功用
①改善功率因数。
②当电源三相电压不平衡时，抑制变频器输入电压的不平衡度。
（2）选择方法
①额定电流
用于抗干扰。
7.1.2.2 外接输出电路
1．滤波器ZF2
用于抗干扰。
2．关于输出接触器
（1）不接输出接触器的场合
在一台变频器驱动一台电动机的情况下，不建议接入输出接触器。这是因为，如果输出侧接入了接触器，有可能出现变频器的输出频率从0Hz 开始上升时，电动机却因接触器未闭合而并未起动，等到输出侧接触器闭合时，变频器已经有较高的输出频率了，从而构成电动机在一定频率下的直接起动，导致变频器因过电流而跳闸。
（2）必须接入输出接触器的场合
在某些场合，变频器的输出侧又不可避免地需要接入接触器。
例如，变频运行需要和工频运行进行切换的场合，当电动机工频运行时，必须使电动机首先与变频器脱离，这就需要用输出接触器了。
3．关于热继电器
（1）不接热继电器的场合
在一台变频器驱动一台电动机的情况下，因为变频器内部具有十分完善的热保护功能，没有必要接入热继电器。
（2）需要热继电器的场合
在上述需要接输出接触器的场合，热继电器也应该接入。
