图解离心机组负荷控制原理

离心机组进行负荷调整和控制的方法，比较常用的有导叶控制和变频控制，其中变频控制用在变频机组上

一、导叶控制

导叶控制就是改变压缩机叶轮前的进口导流叶片的开度，改变进口气流的速度和方向，使通过压缩机的气流数量发生变化，如图1所示，这种调节方法比较简单，缺点是部分能耗会消耗在导叶的截流过程中。

图1 导叶控制调整冷机负荷

二、变频控制

变频器电路结构主要由整流部分、直流部分、逆变部分和控制电路组成，图2，三相电源在全波整流器整流后变成直流电，在直流回路的电容器能够降低电压波动，且在短时间的电源断路情况下能够继续提供能量。直流电压运用脉宽调制技术被转换为交流。通过改变IGBT 的开关时间，能够得到理想的转速。

图2 变频器电路图

变频调速的节能原理：离心压缩机采用导叶开度来调节给气量的时候，导叶会产生能量消耗，也就是部分能量消耗在导叶的截流过程中，而采用变频调器来调节流量，可以降低这种消耗，只要改变变频器的输出频率，就可以调整机组的转速，由于离心机组轴功率与转速成立方关系，所以当转速下降时，消耗的功率也大大下降。机组的流量、压头、轴功率和转速间的关系如下图3

式中，n1，n2：电机转速；G1，G2：水流量；H1，H2：水泵扬程；N1，N2：水泵轴功率；

三、变速和导叶控制配合

如果将变频控制与导叶控制有机结合，共同控制压缩机的运行，可以达到很好的节能效果，控制逻辑如下：

在70%-100%负荷范围内，机组保持导叶全开，通过变频来控制机组的负荷；当负荷低于70%时，这是不能降低转速了，否则会发生喘振，需要关闭导叶，当负荷低于50%，为避免喘振，反而需要提升压缩机转速，同时继续关小导叶，通过上述手段，这样可以加大机组运行范围，运行控制曲线如图4

图4 转速、导叶和负载变化情况图

四、配合控制原理

离心压缩机通过控制中心实现VSD和PRV的结合控制，原理如下：机组冷量控制方框图如下：左侧为输入侧，输出在右侧，导流叶片的开度由导流叶片组合件上的反馈电位计检查；压缩机的压头由冷暖压力和蒸发压力决定，压头的确定对避免压缩机发生喘振至关重要，电机的实际转速根据逆变器的工作频率给定，如图5

图5 离心机组负荷控制逻辑