《變頻器的應用6200字（論文）》

變頻器在家用電器中的應用—以空調(diào)為例目錄TOC\o"1-3"\h\u19640一、引言 427989二、相關(guān)概念 49503（一）變頻空調(diào)的基本工作原理 414542（二）普通定頻空調(diào)工作原理 429901（三）與定頻空調(diào)的區(qū)別 48990（四）變頻空調(diào)的基本結(jié)構(gòu) 423278三、變頻器在家用空調(diào)中的應用 528196（一）變頻空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方案 5153021.變頻空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6224042.變頻空調(diào)系統(tǒng)控制方案 626381（二）變頻空調(diào)的室外電氣系統(tǒng)設(shè)計 7322821.可編程控制器（PLC）的選型 7241062.室外硬件電路設(shè)計 9111993.室內(nèi)外軟件設(shè)計 1085434.變頻控制電路 1128247四、結(jié)論 1425367參考文獻： 14

摘要：隨著科技的不斷進步，加上人們生活的不斷變好，現(xiàn)在，變頻空調(diào)已深入千家萬戶，特別是大型變頻空調(diào)。這一方面讓人們的居住、辦公環(huán)境更加舒適，但另一方面，對變頻空調(diào)不合理的使用造成了資源的巨大浪費，傳統(tǒng)的定頻空調(diào)對環(huán)境的影響有兩點，一是所使用的冷媒如：氟利昂，在循環(huán)制冷后排入室外會對臭氧層產(chǎn)生極大的破壞；第二點是，空調(diào)用電負荷高峰期與電網(wǎng)用電高峰重疊，這不僅讓電能使用效率降低，而且不利于電網(wǎng)負荷的平衡。本文通過對傳統(tǒng)定頻空調(diào)和變頻空調(diào)進行參照對比，進行合理的分析，對變頻空調(diào)系統(tǒng)的電路進行設(shè)計。關(guān)鍵字：變頻空調(diào)；電氣設(shè)計；變頻空調(diào)系統(tǒng)一、引言空調(diào)系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)眾多的子系統(tǒng)和設(shè)備中，最為重要的一部分，但也是眾多設(shè)備中消耗能量最多的系統(tǒng)。人們對空氣質(zhì)量、溫度以及濕度環(huán)境條件的高要求，造成了能源更多的消耗，在能源日益緊張的今天，這種現(xiàn)象是不容出現(xiàn)也是要盡量去避免的。因此，為了很好的解決這一問題，與空調(diào)系統(tǒng)控制密切相關(guān)。變頻調(diào)速技術(shù)和PLC自動測溫控制的應用不僅可以節(jié)約能源，提高系統(tǒng)的自動化程度，還可以提供系統(tǒng)穩(wěn)定運行，結(jié)構(gòu)簡化和維護保養(yǎng)的優(yōu)點。本文采用工程管理理論和系統(tǒng)分析方法，因地制宜合理選擇空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，充分利用空調(diào)技術(shù)能夠有效地提高建筑能源系統(tǒng)的效率。本文設(shè)計的是一個家用舒適的變頻空調(diào)案例。二、相關(guān)概念（一）變頻空調(diào)的基本工作原理利用可變頻率電路改變壓縮機的轉(zhuǎn)速，利用pwm控制技術(shù)轉(zhuǎn)換頻率和電壓，與變頻器合作調(diào)節(jié)電動機的斷電壓，調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速。壓縮機的吸引力和壓縮機的冷量，在空調(diào)剛啟動時，空調(diào)內(nèi)部的冷量大，空調(diào)壓縮機電動機的轉(zhuǎn)速快，使空調(diào)的冷量增加。從而降低室內(nèi)溫度。最短時間；當腔室的冷卻器負載降低時?？山档蛪嚎s機的工作頻率?？照{(diào)的冷卻能力降低，而無需停止所有空調(diào)來調(diào)整冷卻能力，從而減少空調(diào)的啟動和停止以及溫度變化。（二）普通定頻空調(diào)工作原理普通家用定頻空調(diào)是利用壓縮機啟動和停止來實現(xiàn)制冷的，當室溫達到預設(shè)值后，壓縮機停止運行，反之壓縮機則啟動。（三）與定頻空調(diào)的區(qū)別變頻空調(diào)與定頻空調(diào)之間的最大區(qū)別在于操作控制系統(tǒng)（電源控制方法）不同，而大多數(shù)交流與冷卻系統(tǒng)相同。在溫度控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)空調(diào)相比，變頻空調(diào)具有制冷快、啟停時間短、室溫波動大、節(jié)能等優(yōu)點。（四）變頻空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)變頻空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，變頻空調(diào)一般采用“一對一”的管理方式，在同一管理系統(tǒng)中，可以同時執(zhí)行多個檢查以調(diào)整通信工作條件。外部空調(diào)系統(tǒng)的外部部件。某些部件需要采取自適應措施以確保性能穩(wěn)定。在執(zhí)行以下操作時還應檢查這兩個部件學習基本結(jié)構(gòu)。提高結(jié)構(gòu)優(yōu)化水平，為下一步創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境。自動化電力管理的發(fā)展。電氣設(shè)備的測試是在空調(diào)系統(tǒng)的功耗部分進行的，應用規(guī)則反映在控制部分。通過定義和完善管理理念，完善管理職能。結(jié)構(gòu)組成方面的協(xié)調(diào)與合作也有許多要求。如果適用的空調(diào)設(shè)備在管理上不夠有效，可以通過優(yōu)化系統(tǒng)進行調(diào)整，以確保制定了管理方法，以確保功能單元得到科學證明。如果結(jié)構(gòu)調(diào)整無法協(xié)調(diào)，管理的最終影響也將受到影響。電源連接到控制面板，現(xiàn)在通過傳輸執(zhí)行命令功能，因此控制結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計中包含了環(huán)境因素，以確?？刂葡到y(tǒng)能夠滿足當前管理的需要。為實現(xiàn)變頻功能奠定了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。圖2-1變頻空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)三、變頻器在家用空調(diào)中的應用（一）變頻空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方案可變頻率空調(diào)控制系統(tǒng)是在plc的基礎(chǔ)上設(shè)計的，通過plc控制可變頻率空調(diào)，以溫度為變量控制可變頻率冰積空調(diào)。假設(shè)攝氏25度是適合人們?nèi)粘Ｉ畹臏囟?。環(huán)境溫度在25℃以下時，變頻空調(diào)儲存冰，不需要冷藏。如果環(huán)境溫度超過攝氏25度，變頻空調(diào)就可以釋放冷卻量，開始冷卻供應。環(huán)境溫度在25℃以上28℃以下時，應使用除霜降溫的冰軸設(shè)備。環(huán)境溫度高于28℃，低于30℃時，冷卻器直接進行冷卻。環(huán)境溫度超過30℃時，必須同時使用供熱冷卻電源和主機冷卻電源降溫。變頻冰積空調(diào)可手動控制，上述四種控制狀態(tài)均可手動選擇。1.變頻空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為一個現(xiàn)場工作站，我們可以使用較低的工作站來執(zhí)行一些功能，如系統(tǒng)控制。上層工作站可作為中央管理工作站，遠程控制整個系統(tǒng)。它具備了下級控制器的所有功能。在計算機控制系統(tǒng)中，可編程控制器是整個系統(tǒng)的核心。主要用于控制系統(tǒng)的自動運行和控制設(shè)備的正常運行。變頻空調(diào)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。圖3-1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.變頻空調(diào)系統(tǒng)控制方案控制系統(tǒng)控制的目的是控制運行方式最經(jīng)濟的不同條件下的除冰系統(tǒng)控制單元儲存冰塊冷藏,板式熱交換器和水泵系統(tǒng)、冷卻塔和電控系統(tǒng)的管路閥門。底部最終提供了一個穩(wěn)定的進料溫度。同時，提高了系統(tǒng)自動化水平，改善了系統(tǒng)管理，降低了管理工作強度。本項目控制系統(tǒng)是在PLC的基礎(chǔ)上設(shè)計的。PLC變頻空調(diào)控制可以提高系統(tǒng)的自動化水平，降低工作強度。這個設(shè)計的基本思想是把溫度轉(zhuǎn)換成一個變數(shù)來控制變頻空調(diào)。假設(shè)25°c或適當?shù)娜说娜粘Ｉ睢－h(huán)境溫度在25℃以下時，變頻空調(diào)不得開始冷卻。如果環(huán)境溫度超過攝氏25度，變頻空調(diào)就可以釋放冷卻量，開始冷卻供應。根據(jù)實際情況，冷送強度也可分為三級，當環(huán)境溫度在25℃以上28℃以下時，采用除霜設(shè)備進行冷卻；當環(huán)境溫度高于28℃且低于30℃時，由冷卻主機直接進行冷卻；當環(huán)境溫度超過30℃時，應同時使用除霜冷卻電源和主機冷卻電源降低溫度。變頻空調(diào)可手動控制，以上四種控制狀態(tài)均可手動選擇。控制流程如圖3.2所示。圖3-2控制流（二）變頻空調(diào)的室外電氣系統(tǒng)設(shè)計1.可編程控制器（PLC）的選型可編程邏輯控制器(PLC)是一種可編程邏輯控制器使用了一種可編程內(nèi)存來存儲方案和執(zhí)行相關(guān)的內(nèi)部指示等面向用戶的新訂單/數(shù)字或模擬以及算術(shù)或邏輯操作的順序為,同步計數(shù)和算術(shù),各種機械或生產(chǎn)過程中。設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，一般程序是確定控制結(jié)構(gòu)，然后選擇特定的PLC類型。選型原則按照工藝流程特點和集成化要求來確定，同時需要考慮所選擇的PLC能夠與其他設(shè)備兼容，可擴展性強，按照標準化、可靠性高的要求來選擇所需PLC類型。所以，在實際工程問題中，要估算出信號輸入輸出點位、明確各個工況和工藝要求，確定存儲器容量，以此來選擇性價比高的PLC來滿足相應的編程和控制需要，具體來說PLC的選型按照以下三點因素來考慮:（1）估算出輸入輸出點對I/O點位的估算，需要保證留有一定的余量，為日后的維護和擴展做準備，一般來說，是在實際的I/O點位的基礎(chǔ)上加10%到20%的可擴展點位。（2）估算存儲器的容量在控制方案確定后，需要進行編程操作實現(xiàn)控制要求，理論上講，程序容量只有系統(tǒng)軟件部分實現(xiàn)以后才能確定，但是我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^估算程序規(guī)模大小來確定存儲器容量。一些文獻中給出了存儲器內(nèi)存大小的經(jīng)驗公式，并且，需要留有25%左右的余量。（3）對PLC的控制功能進行選擇（1）運算功能PLC的基本操作功能包括邏輯操作、各種定時和計數(shù)控制模塊，一般PLC具有位移、數(shù)字比較或轉(zhuǎn)換等功能，較復雜的PLC具有數(shù)據(jù)傳輸、模擬采樣等功能。網(wǎng)絡通信等，適用于遠程數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信號交換，隨著plc技術(shù)的廣泛應用和研究開發(fā)的深入，目前可編程邏輯器件具有通信能力?？蓪崿F(xiàn)多機通信，配合上位機和組態(tài)軟件實時監(jiān)控數(shù)據(jù)狀態(tài)。（2）控制功能在中小型項目中，可編程邏輯控制器通常采用順序控制方法，其優(yōu)點是編程調(diào)試簡單、易于維護，程序可讀性強，能滿足大多數(shù)工控要求。同時，PLC在這種控制模式下運行處理速度快，響應及時，大大節(jié)省存儲器容量。在本課題中，除了順序控制方法，也用到了PLC智能控制中的PIC控制技術(shù)，將這兩種方法結(jié)合起來，使得整套系統(tǒng)智能化程度提高，結(jié)果更加可靠。（3）通信功能PLC為本系統(tǒng)的主要控制器件，是整個控制系統(tǒng)的核心部分，當系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時，溫度傳感器將檢測到的進水、回水溫度儲存在PLC內(nèi)存單元中，以溫度數(shù)據(jù)作為依據(jù)來控制變頻器頻率，這樣電機的轉(zhuǎn)速也會隨之發(fā)生改變，調(diào)節(jié)進出水的流量，這樣就達到依據(jù)室內(nèi)溫度高低控制房間溫度，實現(xiàn)軟啟動和平滑運行。三菱Fx2NPLC總結(jié)了超過10年的溫度測量和控制設(shè)計以及實施數(shù)千個工程項目的經(jīng)驗。適用于中高性能控制應用。三菱FX2NPLC增強了使用的可靠性，開放性和易用性以及與高性能模擬工藝技術(shù)，開放的行業(yè)標準和通用系統(tǒng)平臺性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，并創(chuàng)建一個高性能系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。PLC系統(tǒng)包括CPU模塊，通信模塊，I/O模塊，特殊功能模塊和機架。用戶可以靈活自由地將它們組合起來，用于各種用途和要求，以滿足廣泛的自動控制應用。2.室外硬件電路設(shè)計由于外部環(huán)境的復雜性，設(shè)備安裝時應采取防護措施，從根本上避免加強調(diào)整檢查，防止類似問題再次發(fā)生，并對供配電系統(tǒng)進行特殊調(diào)整。當系統(tǒng)出現(xiàn)不合理現(xiàn)象時，加強控制，進一步提高系統(tǒng)的可靠性是非常有意義的。圖4-1硬件電路室內(nèi)外框圖通信保障是實現(xiàn)頻率變換功能的前提。即使信號系統(tǒng)完善，也是優(yōu)化的重要組成部分，使用高速傳輸通道可以同時滿足雙向信息傳輸?shù)男枰?，傳輸通道是相互隔離的。在傳輸過程中不受干擾影響，保證傳輸任務的有效實現(xiàn)，達到更理想的運行利用率控制狀態(tài)。控制命令從主機部分開始輸入所有要控制的命令。一旦數(shù)據(jù)輸入到功能層，聯(lián)動就會停止在這個層，處理工作就會在進入下一個功能層之前直接完成。所有命令工作完成后，各功能水平的執(zhí)行狀態(tài)和要求將通過通信系統(tǒng)返回綜合控制系統(tǒng)。其次，通過系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)化完成功能控制任務，更有效地實現(xiàn)各種綜合管理方案。該方法也用于頻率變換空調(diào)系統(tǒng)的維護和維護，還可以在故障發(fā)生前及時優(yōu)化調(diào)試。避免影響使用功能，降低管理效果。3.室內(nèi)外軟件設(shè)計軟件設(shè)計以使用功能為魔法師進行，其中相關(guān)的管理及使用問題在這種環(huán)境下都可以預防和控制。軟件的設(shè)計與硬件不同，在構(gòu)建結(jié)束后，也可以根據(jù)使用需要調(diào)整部分軟件，以防患于未然。為了獲得更好的使用結(jié)果，定義第一個軟件功能層，并對其內(nèi)部程序進行匯編控制。程序集成結(jié)束后，建立一個穩(wěn)定的控制數(shù)據(jù)庫，其內(nèi)部信息根據(jù)使用需求自動調(diào)整，信息數(shù)據(jù)也自動更新，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的不同使用需求進行。實現(xiàn)全面調(diào)整控制。室外部分節(jié)目的理念采用觀察在保護設(shè)計是否能管理效果受到影響各系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系的方法來實現(xiàn)管理效果,使室外部分形成一個統(tǒng)一的各模塊的系統(tǒng),最終管理效果受到影響,通過終將方法也更能解決問題。另外，逆變器空調(diào)使用中的需求在不斷變化，如果不能掌握這些變化因素，軟件設(shè)計就失去了實際意義。變頻空調(diào)的軟件流程如圖4-2所示。圖4-2變頻控制模塊軟件設(shè)計流程圖在變頻設(shè)計初期，一定會有功能的不足之處，通過以上模擬方法便可以實現(xiàn)在多個功能而且是在同一系統(tǒng)中。4.變頻控制電路（1）冷凍泵的變頻控制根據(jù)返回數(shù)和冷凍機輸出之間的溫差，通過PIC操作控制變頻器的輸出頻率，通過控制電機速度控制水的流量，并控制熱交換率。冷卻液泵溫度測量和控制結(jié)構(gòu)如圖4.4所示。圖4.4冷凍水泵溫度測控結(jié)構(gòu)圖（2）冷卻泵的變頻制冷機組運行時，其冷凝器的換熱是冷卻水被帶到冷卻塔進行冷卻，然后由冷卻水泵送至冷凝器進行連續(xù)循環(huán)。冷卻水的入口和出口之間的大的溫差意味著冷卻器具有大的負載并且冷卻水需要承載大量的熱量。為了增加冷卻劑的循環(huán)，必須增加冷卻劑泵的速度。如果溫度差小，則施加到冰箱的負荷小并且取出的熱量小，從而可以減少冷卻泵的轉(zhuǎn)數(shù)和冷卻水的循環(huán)量。冷卻泵溫度測控結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示。圖4.5冷卻水泵溫度測控結(jié)構(gòu)圖（3）冷卻塔的控制冷卻劑系統(tǒng)是由冷卻劑泵抽取的水并由室外空氣冷卻。冷卻塔系統(tǒng)用于水溫的快速冷卻。冷卻塔的工作原理是在低于冷卻塔泵和冷卻泵室外空氣溫度的溫度下進行的，它可以幫助水柱通過冷卻塔風扇的空氣流量和水的熱傳遞和蒸發(fā)，迅速轉(zhuǎn)換到大氣中。蒸發(fā)吸收熱量，降低冷卻水溫度的目的是通過蒸發(fā)和吸熱實現(xiàn)的。同樣，冷卻水出口溫度保持在37°c，冷卻水逆流溫度和節(jié)能狀態(tài)的溫差保持在32°c也不錯。出口到水溫度在觸屏可以設(shè)定的溫度,水和泄洪,不能調(diào)解的溫度是5°c通過plc主機冷卻塔風機實時搜索頻率變化溫差控制的模擬輸入模塊ad2ch2ad2ch3的實際溫度下實際溫度控制下一個實際溫度下實際溫度水一樣。冷卻塔系統(tǒng)的邏輯控制。優(yōu)先控制自動模式，安裝溫差，自動冷卻液自動控制。兩臺15kW冷卻液壓液壓控制頻率并行（主電路隔斷，變頻信號相同。逆變頻調(diào)頻頻率在模塊輸出電流信號中采集。冷凍水系統(tǒng)和冷凍主系統(tǒng)一起運行系統(tǒng)設(shè)定高凍水系統(tǒng)的自動啟動時間啟動冷凍水系統(tǒng)。自動調(diào)制器控制器可測定冷卻液出口和回收傳感器狀態(tài)，如果感應器異常時發(fā)生警報故障的話，PLC主機測量變壓器故障信號就會發(fā)出警示。（2）冷卻塔系統(tǒng)的PIC控制。當冷卻水系統(tǒng)設(shè)置的溫差大于實際溫差時，實際散熱不足以立即消散主冷卻器產(chǎn)生的余熱。冷卻塔風機的運行速度應提高，以加快主冷卻器產(chǎn)生的余熱的消散。主冷卻器。可編程控制器控制模塊DA的輸出電流，增加冷卻塔風扇的速度，增加風速，增加空氣循環(huán)速度，增加蒸發(fā)。實際溫差逐漸減小，直到達到規(guī)定的溫差。我會的。如果設(shè)定溫度差小于實際溫差，則實際冷卻水循環(huán)過剩，這超過了散熱和冷卻主單元產(chǎn)生的廢熱需求。有必要降低冷卻塔風機的轉(zhuǎn)速，減少水的蒸發(fā)?？删幊绦蚩刂破髦鳈C通過TO命令控制數(shù)據(jù)采集模塊(DAmodule)降低輸出電流，從而降低冷卻塔風機的轉(zhuǎn)速，降低實際散熱，實際溫差將逐漸減小，直至接近設(shè)定溫差。根據(jù)冷卻塔出水溫度T0是否滿足出水溫度設(shè)定值(T1=28℃)和冷卻塔的進水溫度設(shè)定值(T2=32℃)的共同要求來決定冷卻塔風機的運轉(zhuǎn)方式，如表4.1所示。表4.1冷卻循環(huán)水與冷卻塔風機的控制表控制條件運行工況冷卻泵控制冷卻塔風機控制PI流量調(diào)節(jié)運行臺數(shù)PI風量調(diào)節(jié)運行臺數(shù)冷卻循環(huán)水溫差△t=5℃△t≥5℃增加自動增加自動配合△t＜5℃減少自動減少冷卻塔風機：塔出水溫度T。塔進水溫度塔出水溫度設(shè)定值：（=28℃）≥35℃自動配合啟動運行≤30℃停止運行T。＜；≥32℃增加自動增加不變不變T。＜；≤32℃自動配合減少自動減少T。≥；≥32℃增加自動增加50Hz額定全部T?！?；≤32℃增加自動增加增加一般不變四、結(jié)論空調(diào)設(shè)計者對變頻空調(diào)進行電氣設(shè)計時，需要從多個角度考慮，既要考慮其實用性、舒適性，還要考慮節(jié)能性、環(huán)保性，讓綠色的理念貫徹于設(shè)計之中，只有將這些理念應用于變頻空調(diào)的電氣設(shè)計之中，才能贏得更多用戶，才能在在實際中收到了良好的效果，促進空調(diào)事業(yè)不斷向智能化、綠色化發(fā)展。參考文獻：[1]劉永等.基于單片機的變頻空調(diào)控制器的研究[J]流體機械，2012.11[2]齊勇，蘇彥民.電力電子技