三菱FR变频器优化中央空调冷冻泵调速电路实例

某大厦中央空调系统有三台型号为SB-X-125-100-169K的冷冻泵，流量为200m³/h，扬程为31m，配用功率为30kW的笼型异步电动机，采用/△减压起动。中央空调运行期间，空调负荷是不断变化的，原有的冷冻泵采用改变阀门开启度的方法调节流量。当阀门不是全开的时候，水流能量消耗在阀门上，既浪费了能量，又缩短了阀门的使用寿命。一般情况下，泵都在额定工作条件下，按最佳工作条件设计操作。

中央空调系统的三台泵组采用一台变频器实现循环软起动，正常情况下，由“系统温度信号（两路）：PID-PLC变频调速器-泵组”构成一个闭环控制电路，由此控制水泵的转速和运行状态，确保冷却水温度恒定。这样，既避免了起动大电流的冲击，又起到了很好的节能效果。

每台冷冻泵组采用“先投入，先退出”的最优运行方式，根据实需冷负荷量的变化进行自动循环运行，以确保三台冷冻泵组的运行时间相同。一台冷水机组备用，当某台发生故障时，备用泵自动投入运行，同时系统发出声光报警。若因冷负荷量较小，一台机组便能满足供冷要求时，则按照“周期切换”的方式运行；这样，既有效地延长了机组的使用寿命，又降低了机组的维护费用。冷冻水泵则自动根据冷冻机组的变化而变化。

该设备自动化程度高，保护功能齐全。系统设有欠电压、过载、过热、缺相等保护停机功能，并采取了有效的抗干扰措施，系统出现故障后能自动复位。

1.变频器的选用

根据电动机的参数来选择变频器。冷冻泵配用三相笼型异步电动机，电动机的型号为Y200L1-2，额定功率为30kW，额定电压为380V，额定频率为50Hz，额定电流为51.8A，额定转速为2955r/min。

选用型号为FR-A540-30K-CH变频器，额定输入电压为380V，额定输入频率为50Hz，额定输出容量为43.4kVA，额定电流为57A，过载能力为120％、60s，150％、5s，反时限特性。选用SWP201-TR-T-2-W系列温度变送器两台。变频器主接线如图4-40所示。在连续运行的场合，变频器的额定输出电流和电动机额定电流的关系如下：

式中 Q_N——水泵的额定流量；

P_N——水泵的额定功率；

H_N——水泵的额定压力；

n_N——水泵的额定转速。

图4-40 变频器主接线

变频器利用本身的PID功能组成的温度闭环控制系统，控制冷冻泵电动机随空调负载的变化而变化，温度控制原理如图4-41所示。图中，感温探头的测量范围为0～50℃，额定工作电压为24V，输出信号为电流信号：4～20mA。测量的温度信号经温度变送器放大处理为4～20mA的电流信号，与设定值进行比较，经PID运算后，调节变频器的输出频率，从而控制冷冻泵的转速。(www.xing528.com)

图4-41 温度控制原理图

2.变频器参数设置

①变频器基本参数设置见表4-9所示。

表4-9 变频器基本参数设置

②端子功能参数定义见表4-10。

表4-10 端子功能参数定义

③运行参数设置见表4-11。

表4-11 运行参数设置

3.运行调试

首先进行脱机调试，即不连接中央空调系统，单纯调试PID控制系统，将4、5端子间的电流调至4mA时，使Pr.904＝0 Hz，再将4、5端子间的电流调至20mA时，使Pr.905＝50Hz。将感温探头放置在冷冻水出入口，分别输入Pr.904和Pr.905，运行中央空调系统，运行变频器。当冷冻水的回水温度降到设定值9℃时，调校好百分比数为18％，设定下限频率为30Hz；当冷冻水的回水温度升到12℃时，调校好百分比数值为24％，设定上限频率为50Hz，使冷冻泵在冷冻水回水温度为12℃时的运行频率为50Hz。