制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié),除了在壓縮機(jī)本身采取措施外,還可以在壓縮機(jī)的外部采取措施,實(shí)現(xiàn)能量調(diào)節(jié)。根據(jù)壓縮機(jī)工作的基本原理.其制冷量與輸氣量成正比,而壓縮機(jī)的輸氣量又與其轉(zhuǎn)速n成正比,即轉(zhuǎn)速n越高,制冷量越大。因此,只要改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速.就能相應(yīng)地改變壓縮機(jī)的制冷量,實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),根據(jù)其外部動(dòng)力裝置的不同,可分為原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)配合調(diào)速裝置三種類型。
1.原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)變速調(diào)節(jié)。在有些情況下,制冷壓縮機(jī)采用原動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。目前常用的原動(dòng)機(jī)主要是內(nèi)燃機(jī),如柴油機(jī)、汽油機(jī)等。對(duì)于各種原動(dòng)機(jī),其轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)十分方便。例如對(duì)柴油機(jī),只要調(diào)節(jié)進(jìn)入汽缸燃燒的油量,就可以改變其轉(zhuǎn)速。因此,當(dāng)制冷壓縮機(jī)采用內(nèi)燃機(jī)直接驅(qū)動(dòng)時(shí),只要改變內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可方便地實(shí)現(xiàn)制冷壓縮機(jī)的變速調(diào)節(jié)。目前,由內(nèi)燃機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的制冷壓縮機(jī),主要用于汽車和漁船上。其變速調(diào)節(jié)的主要特點(diǎn)是速度調(diào)節(jié)的范圍大,并且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),其調(diào)節(jié)特性令人滿意。
2.采用變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)變速調(diào)節(jié)。現(xiàn)在絕大部分的制冷壓縮機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此選用變速電動(dòng)機(jī),就可以實(shí)現(xiàn)制冷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速變化,常用的變速電動(dòng)機(jī)有電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)和變極對(duì)數(shù)電動(dòng)機(jī)。
所謂電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī),是由恒速籠型異步電動(dòng)機(jī)和靠勵(lì)磁電流調(diào)速的電磁離合器組成。籠型異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電磁離合器為主動(dòng)部分,其從動(dòng)部分與負(fù)載連接。從動(dòng)部分與主動(dòng)部分只有磁路聯(lián)系而無(wú)機(jī)械聯(lián)系,通過(guò)控制勵(lì)磁電流改變磁路磁通,使離合器產(chǎn)生不同渦流轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的。采用電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)其有運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、控制線路簡(jiǎn)單、對(duì)電網(wǎng)無(wú)諧波影響、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。在閉環(huán)控制時(shí),調(diào)速范圍可達(dá)10:1以上,調(diào)速精度約為2%,適用于中小功率電動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)效率低,輸出最大轉(zhuǎn)速只有空載轉(zhuǎn)速的80%~90%,損失大。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī),通常又稱滑差電動(dòng)機(jī)、vs電動(dòng)機(jī),在我國(guó)已成系列,功率范圍為0.4~500kW。根據(jù)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的特性,它適用于容量較小的制冷機(jī)。目前主要用于風(fēng)機(jī)水泵的調(diào)速。
變極對(duì)數(shù)的調(diào)速方法屬于高效型調(diào)速方案。采用變極對(duì)數(shù)的籠型異步電動(dòng)機(jī),通常簡(jiǎn)稱多速機(jī)。我國(guó)已有雙速、二連、四速的多速機(jī)。采用變極對(duì)數(shù)的調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、初投資小、維護(hù)方便,可分段啟動(dòng)、減速,可回饋電能,節(jié)能效果好。主要缺點(diǎn)是調(diào)速無(wú)法連續(xù)平滑,只能是有級(jí)調(diào)速。
3.采用調(diào)速裝置的變速調(diào)節(jié)。利用不同的原理,采用各種調(diào)速裝置,可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)。對(duì)于繞線型電動(dòng)機(jī),可以采用轉(zhuǎn)子串接附加電阻,借此改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法一般只能是有級(jí)的和有觸點(diǎn)的,而且不易實(shí)現(xiàn)調(diào)速自動(dòng)化。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),可以采用直流變限調(diào)速方法,即先把轉(zhuǎn)子感應(yīng)出的三相交流電整流成直流電,然后通過(guò)晶閘管直流開(kāi)關(guān)的作用,改變直流電路的電阻,實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
①調(diào)壓調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速器是用干異步電動(dòng)機(jī)的一種調(diào)速裝置。調(diào)壓調(diào)速是通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)定子電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速。目前常用的籠型交流異步電動(dòng)機(jī)是三相的,通常采用晶閘管三相調(diào)壓器。由于晶閘管幾乎不消耗鋼鐵材料、體積小、價(jià)格低、控制方便,現(xiàn)在已成為交流調(diào)壓器的主要形式。調(diào)壓調(diào)速方案具有調(diào)壓裝置體積小、線路簡(jiǎn)單、價(jià)格低、使用維修比較方便的優(yōu)點(diǎn)。采用調(diào)壓裝置在輕載時(shí)可以提高功率因數(shù),較少電動(dòng)機(jī)空載損耗,且可以兼做籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備,其缺點(diǎn)是低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差功率大、效率低、調(diào)速特性軟、調(diào)速范圍小。
②變頻調(diào)速。交流變頻調(diào)速是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù)。由于該技術(shù)具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn),發(fā)展非常迅速,現(xiàn)已成為現(xiàn)代交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主流。在發(fā)達(dá)國(guó)家,變頻調(diào)速裝置已經(jīng)開(kāi)發(fā)了從不足IkW到數(shù)千千瓦的系列產(chǎn)品。在我國(guó),適應(yīng)中小容量的變頻器已經(jīng)進(jìn)人推廣應(yīng)用階段。變頻式能量調(diào)節(jié)是指用改變壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)供電頻率的方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速.相應(yīng)地改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,使壓縮機(jī)制冷量與熱負(fù)荷的變化達(dá)到最佳匹配。在壓縮式制冷設(shè)備中,不論是活塞式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī),還是離心式壓縮機(jī),凡是由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)均可采用這種方法。因此,這種能量調(diào)節(jié)方法適用于各種壓縮機(jī),并且具有優(yōu)良的調(diào)節(jié)特性和經(jīng)濟(jì)性。