2 家用與船用變頻空調的區別
2.1家用變頻空調原理
目前在家用變頻空調中，廣泛應用的有兩種變頻方式，分別是交流變頻和直流變頻，其中廣泛應用的是交流變頻。交流變頻是在空調器的電源部分通過整流電路變為直流電，為變頻器提供直流電流，然後通過三相逆變器，將直流電變為頻率可變的三相交流電來驅動變頻壓縮機。
為使空調器能與室內溫度和符合情況相適應，PWM控制器根據室內機檢測到的室溫和設定溫度的差值，通過微處理器產生壹個適合的信號和運轉頻率信號，這個可變的運轉頻率信號通過PWM控制電路使逆變器產生模擬三相交流電壓施加到壓縮機三相感應電動機上，使電動機的轉速發生變化，以達到調整壓縮機制冷量的目的。
2.2船用變頻空調原理
某船空調器變頻控制沒有采用可變速壓縮機的變頻方式，而是由螺桿壓縮機提供溫度恒定的冷媒水至各個空調器，在各空調器供風風機及回風風機加裝變頻器，根據設定風壓信號調節風機轉速達到調節室內溫度和供風量的目的。
如空調器控制圖所示，首先設定該空調器供風風機出口風壓，風壓傳感器輸入4-10mA至空調器PLC，由空調器PLC根據實際風壓與設定風壓進行比較，然後輸出0-10V至變頻器調節適當的頻率至供風風機，由 得出，改變頻率f，調節供風風機的轉速N，從而使出口風壓達到設定值。
式中，s——轉差率；
N——電機轉速，單位為r/min；
f——電源頻率，單位為Hz；
P——電機磁極對數。
3 船用空調器變頻特性分析
為了量化分析變頻器對空調器風機的特性，我們通過改變同壹臺空調器供風風機風壓設定值，研究不同負荷下變頻器對風機的影響。以AC-18空調器為例，我們設定風壓1000-2200Pa，分別記錄了輸出頻率、電機轉速，電機電流、電機電壓、電機功率、電機轉矩幾個參數來分析。
3.1 精確調節風壓，調節範圍寬
變頻器的使用，使風機出口風壓可以根據人員的需求進行精確調節，且風壓波動可以控制在±50Pa之間。從空調器風機頻率-風壓圖中我們可以看到，通過改變不同的頻率，風壓可以由1000Pa-2200Pa之間任意調節，滿足了不同狀態下對風機出口風壓的需求。
3.2 降低風機轉速，經濟性好
壹般來說，空調系統風道壓力控制方法主要有三種，分別為：
1)空調泄放法
當風道靜壓超過壹定值時，通過泄放口向艙室之見回風口走廊泄放空氣，這種方法消耗最大，效率最低。
(2)風機出風風門節流法
外界負荷較小時，為消除過高的系統風壓，可調節風機出口空氣分配箱中的節流閥，從而消除風機的剩余壓頭，以降低閥後壓力，使系統靜壓穩定。這種調節方法使風道特性變陡，可能發生喘振。
(3)改變風機轉速的風道靜壓調節方法
采用這種方法不改變原有風道特性，通過風機轉速調節，能大幅降低風機負荷，效率較高。從空調器風壓Pa-功率P%圖中可以看出采用改變風機轉速的方法能大幅降低風機負荷，在1000Pa和2200Pa風壓時，風機功率分別為額定功率的22%和63%。
3.3 降低啟動電流，穩定性高
壹臺電動機剛接通電源時，n=0，轉差率s=1，轉子上的電流達到最大。通常，電動機啟動時定子繞組的啟動電流與額定電流的比值為4～7，由IN=16.8A知，即使按最小比4來計算，Ist=16.8×4=67.2A。
過高的起動電流可能造成的不良影響有：
(1)使線路壓降增大，致使負載端的電壓降低，從而使電動機本身的啟動轉矩隨端電壓的降低而減少，甚至不能啟動，而且還會影響同壹線路上其他負載的正常運行。
(2)使電動機繞組銅耗增大，發熱增加。起動過程長，次數越頻繁，發熱就越嚴重。這將加速電動機中絕緣材料的老化，縮短使用壽命。
采用變頻器後，啟動頻率可以由0開始增加，大大降低轉差率s，啟動電流也可以相應的由0開始增載，有效的降低了不良影響。
3.4 采用plc動態控制，恒溫性強
由定子繞組中的感應電動勢公式：
可知，若U不變，設f增大，則Φm減小，電磁轉矩M減小；反之，f減少，則Φm增大，這將導致電動機磁通飽和，增加勵磁電流和鐵損，最終導致電機過熱，長時間運行將最終燒毀電動機。因此在調節f的同時還要調節電機電壓U使U/f的比值基本為常數。
我船變頻器才用反饋電路和電機控制電路，通過內部反饋電路控制U/f比值基本不變，很好的控制了長時間運行狀態下電動機溫度。從U/f比例表中，我們可以看出誤差被控制在0.25%以內。
3.5 降低系統噪聲，舒適性佳
船員住艙對舒適性提出了更高的要求，采用變頻器後，能夠降低空調系統噪聲，增強住艙舒適性。我們用測聲儀對
4 船用變頻空調管理方法
4.1啟動時的管理
(1)檢查絕緣
空調器啟動之前，首先要檢查空調器電控箱及電機絕緣，確定各元器件外觀良好，內部元器件沒有短路或者絕緣大於0.5MΩ的現象。
(2)檢查變頻器內部接線
由於變頻器接收空調器PLC輸出0～10V的輸入信號，接線虛接、斷路都將導致線路內阻加大，壓降加大，影響變頻器的正常使用。
(3)采用變頻啟動風機
采用變頻起動可以使電機轉速平滑上升，減少電機的對軸承的機械磨損；同時減小起動電流，避免了起動電流對電網的沖擊,提高電動機運轉穩定性。
4.2 使用中的管理
(1)保持變頻器內部清潔
變頻器內部采用的元氣件，對外界環境要求較高，如果灰塵過多或著潮濕度過大將導致集成電路內部銹蝕、連接點虛接，嚴重影響變頻器的使用壽命。在變頻器的日常維護與管理中，要時刻註意其內部潔凈度，如果積塵過多，應及時清理。
(2)檢查風壓傳感器是否正常
風壓傳感器是將風壓信號轉變為電信號輸入給空調器PLC的元器件，如果其運轉不正常，將導致變頻器整個反饋回路無法工作，因此在巡視空調器室時要特別留意其工作狀態。
(3)檢查風機軸承、皮帶、運行聲音是否正常
空調器風機長時間運行，軸承、風機皮帶都可能發生磨損，在巡視空調器時，要檢測其軸承溫度，聽其運行聲音，如果出現異常要立即停機檢查。
五、結束語
本文簡要分析了家用變頻空調和船用變頻空調的基本原理，對船用變頻器進行了特性分析，總結了變頻器管理的基本方法。
參考文獻
[1]王照清.維修電工.中國勞動社會保障出版社，2007
[2] 秦曾煌. 電工學. 高等教育出版社，2004
[3] vacon. vacon_NXL_Usermanual，2000
作者簡介
劉 昕（1985-），男，陜西戶縣人，工程師，2007年畢業於海軍工程大學，學士學位，主要從事輪機工程研究。