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中央空調系統節能驅動技術

20220922V2戴政耀

中央空調系統

   中央空調系統在辦公大樓里用電量最大，特別是冷凍壓縮主機負載容量最大用電最多，而且由于起動沖擊電流原因電網容量需求很大沒有合適的起動設備無法多次起停電機，因此中央空調系統的交流電機驅動控制裝置多次起動的難題一直無法解決。

中央空調系統特點

1. 耗電最大的主機-壓縮機無法低載降低耗電，因為電機不允許起?？刂?。

2. 冷凍主機是辦公大樓耗電最多的負載。

3. 電網容量需求很大，否則無法起動主機。

4. 無法節能省電控制。

5. 大部分采用變頻器控制流量導致環境污染問題嚴重，無法有效治理。

6. 變頻器帶來的PWM電磁噪音無法解決。

7. 變頻器帶來的電機發熱問題無法解決。

8. 變頻器帶來的電網諧波污染無法有效解決。

9. 變頻器帶來的無線電干擾污染嚴重。

10. 變頻器運行損耗15%，中高壓25%，這些損耗都沒有預算到。

軟起動技術重大突破

西安西普電力電子有限公司被譽為中國電機軟啟動器的領頭羊，積累32年交流電機驅動控制技術經驗，2022年推出新一代交流電機軟起動產品-瘦斯達（從Soft Start音譯）；瘦斯達解決了交流電機百年來無法多次起動的歷史難題，創新專有交交變頻軟件技術，利用傳統旁路型固態軟起動（節能型）結構將驅動電動機的起動沖擊電流6-8倍限制在2倍以下就可以順利起動電機。瘦斯達起動特性、降低起動沖擊電流及電網容量需求，提高起動轉矩、齊全的電機保護功能、有效減少起動機械沖擊、達到節能驅動與現代化自動控制，一次性解決傳統交流異步電機的陳年老問題與百年困擾多次起動受限問題，瘦斯達能夠替代傳統各種降壓起動裝置與流體機械變頻器驅動，為客戶提供高于變頻器驅動15-25%的節能省電效果；瘦斯達技術由臺海兩地資深專業技術人員共同研究開發，歷時八年，獲得國家專利達二十多個，技術先進性超越歐美進口品牌同類產品，目前已經批量生產。

交流電機的驅動控制裝置

瘦斯達專門應用于交流電機驅動控制，集軟啟、通訊、控制、電機保護、節能驅動功能于一體，兩倍以下的起動電流優越性能滿足交流電機多次起動不受限，有效解決了交流電機無法多次起動世紀性難題。瘦斯達改變了交流電機節能驅動控制技術，大幅度降低電網供電容量需求，提高起動轉矩降低起動沖擊電流，全數字電機保護功能，緩沖起動避免負載機械沖擊應力，現代化通訊自動控制技術；選用瘦斯達產品等于完成電機開關柜的設計選型，瘦斯達是現代化高新科技產品，滿足交流異步電機的驅動控制需要。

降低20%供電成本

瘦斯達為用戶帶來更有效率更環保的電網供電系統，有效降低基本電費及流動電費；傳統電控柜縮小80%，瘦斯達替代傳統電控柜為用戶減少20%電氣總投資成本；提高產品高可靠性、先進性驅動控制技術、同時降低了電氣系統的檢修維護費用及降低停工損失。

起停電動機像開關電燈

瘦斯達具有低于兩倍的起動電流更大的起動轉矩特性，多次起動也不會影響到電網、開關器件及驅動電機正常壽命（也就是允許電機熱起動），對電網穩定性也沒有不利影響。

瘦斯達起動次數可按照驅動電機絕緣等級及線圈溫度傳感器檢測保護（推薦瘦斯達標準系列-C）、采用上下限指令或模擬量自動控制，并參考瘦斯達標準起動時間及負載特性；如果需要較快速起動或大慣性負載較長起動時間可加大瘦斯達容量或增加冷卻風扇來選型。

流體機械負載最佳節能驅動

瘦斯達在流體機械負載驅動控制電機可達到最簡單的多次起停節能控制模式，起停電機像開關電燈，解決了百年來交流電機無法多次起動歷史難題，有效改變了傳統交流電機的節能控制方式，交流電機節能方式像開關電燈一樣簡單而且沒有副作用，完全替代傳統各種降壓起動裝置、高壓熱變電阻器、固態降補軟起動、變頻起動裝置等裝置達到最高節能效果。

中央空調節能重大突破

中央空調行業主機-壓縮機受限于交流電機無法多次起動的困擾，壓縮主機無法多次起動造成巨額電費損失，空調壓縮主機耗電占中央空調系統90%左右，容量最大、耗電量最多，中央空調系統不能因為降低負載率而有效降低耗電，因為壓縮主機不能隨意起停否則電網及驅動系統無法承受起動沖擊電流。瘦斯達解決了空調系統壓縮主機節能控制的百年沉疴，壓縮主機可以依據做功需要多次起停自動控制，用戶每月節約巨額的空調電費（基本電費于流動電費），瘦斯達解決了中央空調系統節能控制的百年歷史節能難題。

替代變頻器節能驅動控制

瘦斯達利用多次起?？刂萍夹g來改變負載做功，無沖擊電流也沒有機械沖擊，多次起動電機不會損害驅動電機及負載正常壽命，節能效果高出變頻器15%以上（中高壓等級25%以上）而且沒有電網環境污染環保問題，瘦斯達超越變頻器原有的節能效果，瘦斯達旁路運行比變頻器更環保，完全替代變頻器在流體、液壓、電磁閥控制系統節能驅動控制。

變頻器用戶最佳節能改造、技術改造替代產品

瘦斯達完全替代傳統電控柜各種軟啟動器、各種降壓起動裝置及變頻器在流體機械節能驅動控制，選用瘦斯達即可一步到位滿足交流異步電機的軟起、控制、通訊、保護、節能驅動全部功能，電氣成本比較傳統電控柜更低，產品可靠性更高。瘦斯達是傳統電控柜及變頻器用戶最佳節能改造、技術改造替代產品。

瘦斯達在中央空調系統應用：

1. 冷凍主機壓縮機節能驅動控制 替代傳統降壓起動裝置，允許多次起動電機達到節能驅動控制，不會影響到電網穩定性、電氣開關及電機正常壽命；平滑軟起動特性（起動電流最大兩倍）沒有機械應力，壓力檢測極限開關恒壓控制，不影響到電網供電質量及驅動負載壽命。

2. 冷卻泵、循環泵 瘦斯達三相電機驅動裝置替代傳統降壓起動裝置，上下限極限開關恒壓控制，平滑軟起動，起動電流最大兩倍允許多次起動節能驅動控制（起動電流最大2倍），不會影響到驅動電機的正常壽命。

3. 送風機系統恒壓控制 瘦斯達三相電機驅動裝置替代傳統降壓起動裝置，上下限極限開關恒壓控制，允許多次起動節能驅動控制（起動電流最大2倍），不會影響到驅動電機的正常壽命。

4. 冷卻水塔恒溫控制 瘦斯達三相電機驅動裝置替代傳統降壓起動裝置，平滑軟起動特性解決冷卻水塔起動不平衡問題，可選用普通電機替代專用結構；由于軟起動沒有沖擊電流及機械應力，可多次起停達到節驅動效果，，可接受溫差控制直接控制驅動電機起停，允許多次起動節能控制（起動電流最大2倍），不會影響到驅動電機的正常壽命，驅動電機沒有電磁噪音。

5. 房間小型送風機 可使用瘦斯達單相/三相軟起動裝置替代傳統控制方式，由于是平滑軟起動特性無電機噪音也沒有起停機械沖擊現象，冷房人員不會有不適感。

瘦斯達技術替代傳統電控柜為客戶帶來的效益分析：

客戶重要利益-瘦斯達替代傳統電機控制柜

瘦斯達的三種拓撲（軟起動、二合一、三合一）可替代傳統電控柜的電氣部件分析，從下面表格可知降低20%以上電氣總成本（含土地成本、施工費用、材料費用、故障停工損失費用等）。

瘦斯達對供電系統的影響；

1. 可節省20%以上電氣總投資成本-替代傳統電控柜。

2. 電網變壓器容量需求減小，因為起動沖擊電流減小，變壓器效率與功率因數提高。

3. 電控柜縮小80%體積，大幅度降低電氣成本

4. 無功補償需求容量減小，起動電流減小相對的電網變壓器虛功減小。

5. 節省基本電費；電網變壓器容量減小每月基本電費下降。

6. 節省流動電費；流體機械多次起停節能驅動控制。

7. 電網供電穩定性提高，避免電網閃爍問題。

8. 解決發電機電壓閃爍問題，特別在消防供電、自備電站、船舶場合。

9. 旁路運行綠色環保產品，旁路運行無環保及損耗。

10. 只需三條動力電纜線，大幅度降低材料成本及損耗。

11. 現場安裝操作不需電氣房集中控制，減少控制線滿天飛現象。

12. 防爆柜體積縮小80%，而且起停無火花拉弧現象。

13. 齊全電機保護功能，免除購買其他保護裝置費用。

14. 標配串行口通訊（127臺），全廠只需要4條控制線（解決當前車間控制線滿天飛）。

15. 驅動電機無噪音、無異常發熱，壽命大幅度延長。

16. 標配故障診斷系統，不必現場搶修。

17. 產品可靠性提高，故障率大幅度降低。

18. 智能制造與工業4.0；集中電腦控制。

19. 旁路運行，比變頻器節省15%以上的運行電費（中高壓25%）。

20. 沒有火花拉弧現象，避免火災、爆炸等嚴重意外事故風險。特別適合石油、化學、食品、冶煉、氣體、能源、倉庫等行業。

21. 綠色電機節能裝置；沒有變頻器的各種環境污染問題。

22. 現代化先進驅動控制技術，節能改造或技術改造最佳選擇。

瘦斯達替代傳統電控柜的主要特點

電氣總成本下降20%左右

電控柜體積縮小80%

降低起動沖擊電流到2倍以下，電網容量需求下降，基本電費下降

節能驅動技術，可降低平均20%流動電費

電機保護齊全。產品可靠性高、故障率低

通訊接口集中控制，滿足工業4.0現代化自動控制技術

直接使用上下限極限開關控制電機起停

沒有變頻器帶來的電網諧波污染、無線電干擾、電磁噪音、脈沖電壓絕緣破壞

平滑緩沖軟起動特性，延長驅動電機及負載

變頻器使用狀況分析

變頻器只用軟起動功能，根本不作調速功能使用

由于空氣壓縮機、冷凍機機械負載是定速運行不能調速，調速將會降低運行效率并導致故障，因此空氣壓縮機、冷凍機的變頻器都只用到軟起動的功能，配合上下限極限開關來調整做功，而不是使用在變頻調速功能，因此使用成本高故障率高的變頻器沒有必要，流體、液壓、電磁閥控制負載采用變頻器驅動不但不用變頻調速功能而且增加15%的運行損耗以及帶來的電網諧波污染及電機壽命降低等不良副作用，流體、液壓、電磁閥控制使用變頻器根本無法實現節能驅動功能，因此流體、液壓、電磁閥控制負載使用變頻器的場合都必須再使用瘦斯達來作節電改造。

瘦斯達替代變頻器的效果

流體、液壓、電磁閥控制負載采用瘦斯達替代變頻器可增加15%節能空間，也就是找回變頻器的運行損耗，同時解決了變頻器產生的各種電網環境污染問題，同時提高了驅動電機的壽命。瘦斯達采用旁路運行沒有運行損耗也沒有變頻器的各種電網環境污染問題。

使用變頻器達不到節能預估效果

許多用戶偏好變頻器節能驅動控制，不知道有沒有系統考慮變頻器的運行基本損耗？特別是中高壓變頻器的基本損耗最小25%，這樣的節能驅動還能夠達到節電預期效果嗎？

瘦斯達產品采用間歇式起?？刂婆月愤\行替代變頻器在流體、液壓、電磁閥控制的節能驅動控制，運行效率提高15%以上而且沒有電網諧波污染及無線電干擾（EMI）問題，在中高壓等級替代多電平技術變頻器可找回25%的運行損耗而且還能夠還原電網的可靠性及高效運行。

變頻器帶來的副作用

   變頻器帶來了電網污染（變壓器發熱及線圈突波電壓絕緣擊穿），諧波污染嚴重提高二次變電所的供電穩定性，電機壽命急劇下降（線圈突波電壓燒毀，線圈層間短路，軸承電腐蝕，電機嚴重發熱），無線電干擾嚴重、功率因數下降、電機電磁噪音造成工作人員耳背聽覺下降現象。