各種壓縮形式綜合對(duì)比與分析

1各種壓縮形式的綜合對(duì)比

各種壓縮形式對(duì)比結(jié)果如表1所示。

2螺桿式壓縮機(jī)

分為單螺桿壓縮機(jī)和雙螺桿壓縮機(jī),比較如下:

2.1材質(zhì)

單螺桿:陰轉(zhuǎn)子為金屬螺桿,陽(yáng)轉(zhuǎn)子為星形輪(材質(zhì):強(qiáng)度較高的聚酯材料)。

雙螺桿:陰/陽(yáng)轉(zhuǎn)子均為金屬桿。

2.2結(jié)構(gòu)

單螺桿:壓縮機(jī)的螺桿與星輪屬于一對(duì)球面蝸桿副,螺桿軸和星輪軸必須保持空間垂直。

雙螺桿:壓縮機(jī)的陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于一對(duì)齒輪副,陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子保持平行位置。

從結(jié)構(gòu)上而言,單螺桿壓縮機(jī)螺桿與星輪之間的配合精度難以保證,故整機(jī)可靠性比雙螺桿低一點(diǎn)。

2.3冷量調(diào)節(jié)

兩種壓縮機(jī)的氣量調(diào)節(jié)方法基本相同,均可以采用滑閥進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)。雙螺桿壓縮機(jī)需要一個(gè)滑閥,而單螺桿壓縮機(jī)則需要兩個(gè)滑閥,故單螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,可靠性又隨之下降。

2.4裝配及維修

由于單螺桿壓縮機(jī)螺桿軸和星輪軸必須保持空間垂直,其軸向和徑向位置精度很高,故相對(duì)雙螺桿壓縮機(jī),其裝配和維修方便性大大降低。

3離心式壓縮機(jī)

分為常規(guī)離心機(jī)、永磁同步離心機(jī)、磁懸浮離心機(jī)。

(1)常規(guī)離心機(jī)采用交流異步電機(jī),轉(zhuǎn)速在2960r/min,通過(guò)增速齒輪來(lái)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,IPLV一般為8左右。

(2)永磁同步離心機(jī)(圖1)采用永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),同時(shí)減少了2個(gè)增速齒輪,最大轉(zhuǎn)速為12000r/min,IPLV一般為9.5左右。

(3)磁懸浮離心機(jī)(圖2)采用永磁同步電機(jī),并利用磁懸浮軸承技術(shù)使轉(zhuǎn)動(dòng)桿處于一個(gè)無(wú)摩擦、無(wú)接觸懸浮的平衡狀態(tài),最大轉(zhuǎn)速為30000r/min。由于消除了機(jī)械摩擦損失,所以機(jī)組完全無(wú)油,減少了油路系統(tǒng)、油泵等零件的故障,IPLV一般為12左右。

4永磁同步電機(jī)

原理:永磁同步電機(jī)定子是三相繞組,與傳統(tǒng)感應(yīng)電機(jī)類似,轉(zhuǎn)子是磁鋼,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/w三相電形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)速度滿足公式60f/p的約束。同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器/旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整各項(xiàng)參數(shù),永磁同步電機(jī)電流為正弦波波形,1809導(dǎo)通PwM控制。

永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)如下:

(1)電機(jī)無(wú)勵(lì)磁系統(tǒng)損耗,所以效率高。

1)滿負(fù)荷效率高,以380V/400kw為例,異步電機(jī)效率為94.5%,永磁同步電機(jī)為97.5%:

2)部分負(fù)荷效率高(圖3):

3)系統(tǒng)效率高(直驅(qū),省去增速箱)。

(2)采用直驅(qū)結(jié)構(gòu),使其整體體積小且功率密度大。1)效率高(電機(jī)發(fā)熱小,減小了冷卻電機(jī)的冷媒量,在相同冷卻條件下,體積更小):2)直驅(qū)結(jié)構(gòu)(電機(jī)速度高,轉(zhuǎn)矩小,體積小:省掉增速箱)。

(3)實(shí)際運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性很高。

1)無(wú)導(dǎo)條,鑄鋁:

2)無(wú)增速箱:

3)通過(guò)空載反電勢(shì)(圖4)、空載漏磁系數(shù)和交、直軸電感曲線,作為電磁計(jì)算程序的輸入已知數(shù)據(jù)來(lái)保證穩(wěn)定性。

(4)電機(jī)采用變頻器驅(qū)動(dòng),因而啟動(dòng)電流小,對(duì)電網(wǎng)沖擊小。

(5)通常永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)矢量控制方法有:

1)恒磁通控制;

2)id=0控制;

3)最大轉(zhuǎn)矩/電流控制;

4)弱磁控制。

市場(chǎng)上永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)矢量控制一般采用最大轉(zhuǎn)矩/電流的控制方式。

5結(jié)語(yǔ)

滿負(fù)荷的前提下離心機(jī)的C0P最高,部分負(fù)荷時(shí)磁懸浮離心式冷水機(jī)組能效最高,同時(shí)單位制冷量的成本也最高。螺桿機(jī)C0P值較高,比較適合制冷量偏低的場(chǎng)所或冷凍行業(yè),一般采用多機(jī)頭多回路的配置,有利于應(yīng)對(duì)突發(fā)設(shè)備故障。渦旋機(jī)單臺(tái)制冷量小且負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,適用于負(fù)荷變化非常大的場(chǎng)所或沒(méi)有水冷前提的場(chǎng)所?；钊麢C(jī)由于制冷劑的約束和壓縮機(jī)的能效偏低,市場(chǎng)份額越來(lái)越小。