本文介紹了三種常見制冷用變頻壓縮機(jī)的發(fā)展和技術(shù)現(xiàn)狀，并從逆變器，微控制器，PWM波的生成方法以及變頻壓縮機(jī)所用電機(jī)等4個(gè)方面對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了探討。 1 引言 由于傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定速壓縮機(jī)，因此人們對(duì)制冷系統(tǒng)及壓縮機(jī)的研究重點(diǎn)一直是在名義工況和額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的效率和其它工作特性上。傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，實(shí)行開關(guān)控制，利用壓縮機(jī)上附帶的鼠籠式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度。這種控制方式使蒸發(fā)溫度波動(dòng)較大，容易影響被冷卻環(huán)境的溫度。壓縮機(jī)電機(jī)在工作過程中要不斷克服轉(zhuǎn)子從靜止到額定轉(zhuǎn)速變化過程中所產(chǎn)生的巨大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，尤其是帶著負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩要高出運(yùn)行力矩許多倍，其結(jié)果不僅要額外耗費(fèi)電能，而且會(huì)加劇壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的磨損。另外這種運(yùn)行方式在啟動(dòng)過程中還會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動(dòng)，因此應(yīng)采用變頻壓縮機(jī)替代定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，從而避免這種頻繁的起停過程。 而變頻調(diào)速技術(shù)主要由以下4個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)組成：逆變器，微控制器，PWM波的生成以及變頻壓縮機(jī)的電機(jī)選擇。 2 三種變頻壓縮機(jī)的研究狀況 針對(duì)變頻壓縮機(jī)的研究，是從往復(fù)活塞機(jī)開始的，但由于其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，影響到變頻特性的發(fā)揮；從而轉(zhuǎn)到滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)上來，大大提高了壓縮機(jī)的性能。總體說來，實(shí)驗(yàn)研究居多，而理論分析較少。 2.1 往復(fù)式活塞壓縮機(jī) 日本東芝公司在1980年開發(fā)了往復(fù)式變頻壓縮機(jī)，又在1981年開發(fā)了轉(zhuǎn)子式變頻壓縮機(jī)，給出這兩種機(jī)器的制冷量和總效率隨頻率變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中可以看出往復(fù)式在頻率為25~75Hz時(shí)，效率高；而轉(zhuǎn)子式在30~90Hz時(shí)，效率高。并且兩種機(jī)型均存在效率最高頻率。在大于此頻率時(shí)效率緩慢降低，小于此頻率時(shí)，效率則下降很快。另外，Scalabrin測(cè)量一臺(tái)可變速的開啟式往復(fù)壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的制冷量和輸入功率，他指出這臺(tái)壓縮機(jī)的容積效率在轉(zhuǎn)速為1000rpm時(shí)最高，而等熵效率和制冷系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的降低而增高。