中央空调系统节能驱动技术

20220922V2戴政耀

中央空调系统

   中央空调系统在办公大楼里用电量最大，特别是冷冻压缩主机负载容量最大用电最多，而且由于起动冲击电流原因电网容量需求很大没有合适的起动设备无法多次起停电机，因此中央空调系统的交流电机驱动控制装置多次起动的难题一直无法解决。

中央空调系统特点

1. 耗电最大的主机-压缩机无法低载降低耗电，因为电机不允许起停控制。

2. 冷冻主机是办公大楼耗电最多的负载。

3. 电网容量需求很大，否则无法起动主机。

4. 无法节能省电控制。

5. 大部分采用变频器控制流量导致环境污染问题严重，无法有效治理。

6. 变频器带来的PWM电磁噪音无法解决。

7. 变频器带来的电机发热问题无法解决。

8. 变频器带来的电网谐波污染无法有效解决。

9. 变频器带来的无线电干扰污染严重。

10. 变频器运行损耗15%，中高压25%，这些损耗都没有预算到。

软起动技术重大突破

西安西普电力电子有限公司被誉为中国电机软启动器的领头羊，积累32年交流电机驱动控制技术经验，2022年推出新一代交流电机软起动产品-瘦斯达（从Soft Start音译）；瘦斯达解决了交流电机百年来无法多次起动的历史难题，创新专有交交变频软件技术，利用传统旁路型固态软起动（节能型）结构将驱动电动机的起动冲击电流6-8倍限制在2倍以下就可以顺利起动电机。瘦斯达起动特性、降低起动冲击电流及电网容量需求，提高起动转矩、齐全的电机保护功能、有效减少起动机械冲击、达到节能驱动与现代化自动控制，一次性解决传统交流异步电机的陈年老问题与百年困扰多次起动受限问题，瘦斯达能够替代传统各种降压起动装置与流体机械变频器驱动，为客户提供高于变频器驱动15-25%的节能省电效果；瘦斯达技术由台海两地资深专业技术人员共同研究开发，历时八年，获得国家专利达二十多个，技术先进性超越欧美进口品牌同类产品，目前已经批量生产。

交流电机的驱动控制装置

瘦斯达专门应用于交流电机驱动控制，集软启、通讯、控制、电机保护、节能驱动功能于一体，两倍以下的起动电流优越性能满足交流电机多次起动不受限，有效解决了交流电机无法多次起动世纪性难题。瘦斯达改变了交流电机节能驱动控制技术，大幅度降低电网供电容量需求，提高起动转矩降低起动冲击电流，全数字电机保护功能，缓冲起动避免负载机械冲击应力，现代化通讯自动控制技术；选用瘦斯达产品等于完成电机开关柜的设计选型，瘦斯达是现代化高新科技产品，满足交流异步电机的驱动控制需要。

降低20%供电成本

瘦斯达为用户带来更有效率更环保的电网供电系统，有效降低基本电费及流动电费；传统电控柜缩小80%，瘦斯达替代传统电控柜为用户减少20%电气总投资成本；提高产品高可靠性、先进性驱动控制技术、同时降低了电气系统的检修维护费用及降低停工损失。

起停电动机像开关电灯

瘦斯达具有低于两倍的起动电流更大的起动转矩特性，多次起动也不会影响到电网、开关器件及驱动电机正常寿命（也就是允许电机热起动），对电网稳定性也没有不利影响。

瘦斯达起动次数可按照驱动电机绝缘等级及线圈温度传感器检测保护（推荐瘦斯达标准系列-C）、采用上下限指令或模拟量自动控制，并参考瘦斯达标准起动时间及负载特性；如果需要较快速起动或大惯性负载较长起动时间可加大瘦斯达容量或增加冷却风扇来选型。

流体机械负载最佳节能驱动

瘦斯达在流体机械负载驱动控制电机可达到最简单的多次起停节能控制模式，起停电机像开关电灯，解决了百年来交流电机无法多次起动历史难题，有效改变了传统交流电机的节能控制方式，交流电机节能方式像开关电灯一样简单而且没有副作用，完全替代传统各种降压起动装置、高压热变电阻器、固态降补软起动、变频起动装置等装置达到最高节能效果。

中央空调节能重大突破

中央空调行业主机-压缩机受限于交流电机无法多次起动的困扰，压缩主机无法多次起动造成巨额电费损失，空调压缩主机耗电占中央空调系统90%左右，容量最大、耗电量最多，中央空调系统不能因为降低负载率而有效降低耗电，因为压缩主机不能随意起停否则电网及驱动系统无法承受起动冲击电流。瘦斯达解决了空调系统压缩主机节能控制的百年沉疴，压缩主机可以依据做功需要多次起停自动控制，用户每月节约巨额的空调电费（基本电费于流动电费），瘦斯达解决了中央空调系统节能控制的百年历史节能难题。

替代变频器节能驱动控制

瘦斯达利用多次起停控制技术来改变负载做功，无冲击电流也没有机械冲击，多次起动电机不会损害驱动电机及负载正常寿命，节能效果高出变频器15%以上（中高压等级25%以上）而且没有电网环境污染环保问题，瘦斯达超越变频器原有的节能效果，瘦斯达旁路运行比变频器更环保，完全替代变频器在流体、液压、电磁阀控制系统节能驱动控制。

变频器用户最佳节能改造、技术改造替代产品

瘦斯达完全替代传统电控柜各种软启动器、各种降压起动装置及变频器在流体机械节能驱动控制，选用瘦斯达即可一步到位满足交流异步电机的软起、控制、通讯、保护、节能驱动全部功能，电气成本比较传统电控柜更低，产品可靠性更高。瘦斯达是传统电控柜及变频器用户最佳节能改造、技术改造替代产品。

瘦斯达在中央空调系统应用：

1. 冷冻主机压缩机节能驱动控制 替代传统降压起动装置，允许多次起动电机达到节能驱动控制，不会影响到电网稳定性、电气开关及电机正常寿命；平滑软起动特性（起动电流最大两倍）没有机械应力，压力检测极限开关恒压控制，不影响到电网供电质量及驱动负载寿命。

2. 冷却泵、循环泵 瘦斯达三相电机驱动装置替代传统降压起动装置，上下限极限开关恒压控制，平滑软起动，起动电流最大两倍允许多次起动节能驱动控制（起动电流最大2倍），不会影响到驱动电机的正常寿命。

3. 送风机系统恒压控制 瘦斯达三相电机驱动装置替代传统降压起动装置，上下限极限开关恒压控制，允许多次起动节能驱动控制（起动电流最大2倍），不会影响到驱动电机的正常寿命。

4. 冷却水塔恒温控制 瘦斯达三相电机驱动装置替代传统降压起动装置，平滑软起动特性解决冷却水塔起动不平衡问题，可选用普通电机替代专用结构；由于软起动没有冲击电流及机械应力，可多次起停达到节驱动效果，，可接受温差控制直接控制驱动电机起停，允许多次起动节能控制（起动电流最大2倍），不会影响到驱动电机的正常寿命，驱动电机没有电磁噪音。

5. 房间小型送风机 可使用瘦斯达单相/三相软起动装置替代传统控制方式，由于是平滑软起动特性无电机噪音也没有起停机械冲击现象，冷房人员不会有不适感。

瘦斯达技术替代传统电控柜为客户带来的效益分析：

客户重要利益-瘦斯达替代传统电机控制柜

瘦斯达的三种拓扑（软起动、二合一、三合一）可替代传统电控柜的电气部件分析，从下面表格可知降低20%以上电气总成本（含土地成本、施工费用、材料费用、故障停工损失费用等）。

瘦斯达对供电系统的影响；

1. 可节省20%以上电气总投资成本-替代传统电控柜。

2. 电网变压器容量需求减小，因为起动冲击电流减小，变压器效率与功率因数提高。

3. 电控柜缩小80%体积，大幅度降低电气成本

4. 无功补偿需求容量减小，起动电流减小相对的电网变压器虚功减小。

5. 节省基本电费；电网变压器容量减小每月基本电费下降。

6. 节省流动电费；流体机械多次起停节能驱动控制。

7. 电网供电稳定性提高，避免电网闪烁问题。

8. 解决发电机电压闪烁问题，特别在消防供电、自备电站、船舶场合。

9. 旁路运行绿色环保产品，旁路运行无环保及损耗。

10. 只需三条动力电缆线，大幅度降低材料成本及损耗。

11. 现场安装操作不需电气房集中控制，减少控制线满天飞现象。

12. 防爆柜体积缩小80%，而且起停无火花拉弧现象。

13. 齐全电机保护功能，免除购买其他保护装置费用。

14. 标配串行口通讯（127台），全厂只需要4条控制线（解决当前车间控制线满天飞）。

15. 驱动电机无噪音、无异常发热，寿命大幅度延长。

16. 标配故障诊断系统，不必现场抢修。

17. 产品可靠性提高，故障率大幅度降低。

18. 智能制造与工业4.0；集中电脑控制。

19. 旁路运行，比变频器节省15%以上的运行电费（中高压25%）。

20. 没有火花拉弧现象，避免火灾、爆炸等严重意外事故风险。特别适合石油、化学、食品、冶炼、气体、能源、仓库等行业。

21. 绿色电机节能装置；没有变频器的各种环境污染问题。

22. 现代化先进驱动控制技术，节能改造或技术改造最佳选择。

瘦斯达替代传统电控柜的主要特点

电气总成本下降20%左右

电控柜体积缩小80%

降低起动冲击电流到2倍以下，电网容量需求下降，基本电费下降

节能驱动技术，可降低平均20%流动电费

电机保护齐全。产品可靠性高、故障率低

通讯接口集中控制，满足工业4.0现代化自动控制技术

直接使用上下限极限开关控制电机起停

没有变频器带来的电网谐波污染、无线电干扰、电磁噪音、脉冲电压绝缘破坏

平滑缓冲软起动特性，延长驱动电机及负载

变频器使用状况分析

变频器只用软起动功能，根本不作调速功能使用

由于空气压缩机、冷冻机机械负载是定速运行不能调速，调速将会降低运行效率并导致故障，因此空气压缩机、冷冻机的变频器都只用到软起动的功能，配合上下限极限开关来调整做功，而不是使用在变频调速功能，因此使用成本高故障率高的变频器没有必要，流体、液压、电磁阀控制负载采用变频器驱动不但不用变频调速功能而且增加15%的运行损耗以及带来的电网谐波污染及电机寿命降低等不良副作用，流体、液压、电磁阀控制使用变频器根本无法实现节能驱动功能，因此流体、液压、电磁阀控制负载使用变频器的场合都必须再使用瘦斯达来作节电改造。

瘦斯达替代变频器的效果

流体、液压、电磁阀控制负载采用瘦斯达替代变频器可增加15%节能空间，也就是找回变频器的运行损耗，同时解决了变频器产生的各种电网环境污染问题，同时提高了驱动电机的寿命。瘦斯达采用旁路运行没有运行损耗也没有变频器的各种电网环境污染问题。

使用变频器达不到节能预估效果

许多用户偏好变频器节能驱动控制，不知道有没有系统考虑变频器的运行基本损耗？特别是中高压变频器的基本损耗最小25%，这样的节能驱动还能够达到节电预期效果吗？

瘦斯达产品采用间歇式起停控制旁路运行替代变频器在流体、液压、电磁阀控制的节能驱动控制，运行效率提高15%以上而且没有电网谐波污染及无线电干扰（EMI）问题，在中高压等级替代多电平技术变频器可找回25%的运行损耗而且还能够还原电网的可靠性及高效运行。

变频器带来的副作用

   变频器带来了电网污染（变压器发热及线圈突波电压绝缘击穿），谐波污染严重提高二次变电所的供电稳定性，电机寿命急剧下降（线圈突波电压烧毁，线圈层间短路，轴承电腐蚀，电机严重发热），无线电干扰严重、功率因数下降、电机电磁噪音造成工作人员耳背听觉下降现象。