CN208364387U - 可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，包括含定频电机的螺杆压缩机，螺杆压缩机上安装有可调节容量的旁通滑阀，还设置旁通滑阀动作驱动器、电机驱动器、控制器以及负荷测量装置，旁通滑阀与旁通滑阀动作驱动器信号连接、并受旁通滑阀动作驱动器控制，还设置旁通滑阀位置传感器，旁通滑阀位置传感器与螺杆压缩机连接用于测量滑阀位置，负荷测量装置用于检测压缩机运行负荷状态，电机驱动器与定频压缩机连接；旁通滑阀位置传感器、旁通滑阀动作驱动器、负荷测量装置、电机驱动器与控制器信号连接。实现较高的满负荷和部分负荷运行时性能系数COP，并能适应启动频繁的现场，具备抑制启动电流峰值的能力。

Description

可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统

技术领域

本实用新型属于制冷空调动力控制技术领域，具体涉及一种螺杆压缩机容量控制系统。

背景技术

螺杆式制冷空调机组，一般分为使用定频定速驱动螺杆压缩机的空调机组（简称定频螺杆机组），和使用变频变速驱动螺杆压缩机的空调机组（简称变频螺杆机组）。定频螺杆机组满负荷性能系数高，但减载至部分负荷运行时性能较低；变频螺杆机组部分负荷运行时性能高，但满负荷性能系数下降，但相比定频螺杆机组成本高价格贵。

使用定频定速螺杆压缩机的定频螺杆机组，其在负荷降低由满负荷减载至部分负荷运行时，其定频螺杆压缩机一般通过滑阀等旁通装置进行容量调节，由于针对旁通卸载的气体在旁通之前已经过压缩，存在无效做功，其部分负荷性能系数COP较低。

使用变频变速螺杆压缩机的变频螺杆机组，其在负荷降低由满载减载至部分负荷时，通过变频器调节螺杆压缩机转速来实现容量调节，不存在旁通引起的无效做功，其部分负荷性能系数较高，由于变频器存在功率损耗（约3～5%），满负荷运行时，其性能系数COP相比定频螺杆空调机组有3～5%左右下降，但变频器成本高导致变频螺杆机组整机成本高。

因而将定频螺杆机组进行合适速度控制，特别是在与定频定速螺杆机组相当的成本下实现满负荷和部分负荷运行时性能系数COP均为较高的螺杆式制冷空调机组，将成为目前制冷技术领域的一个亟待解决的技术问题。

工业应用中，时常需要一个电机可以双速（多速）运行，双速（多速）均指速度变换挡位如高速、低速或中速的区分。常用的双速（多速）电机启动及运行手段有接触器驱动，变频器驱动，软启动器驱动。而接触器驱动实现电机星三角启动及高低速切换这种方案启动过程中有二次电流冲击，成本高，结构复杂，故障率高；而变频器驱动实现电机启动及高低速切换这种方案启动过程中虽然无二次电流冲击，且启动电流小，启动平滑，但该方案成本太高；软启动器驱动实现电机软启动及高低速切换这个方案，以成本低，结构简单，启动无冲击而得到广泛应用。

传统的软启动器驱动方案一般是使用一个软启动器，再配置两个（多个）接触器，启动时，先闭合一个接触器，再启动软启动器，停止时先停软启动器再释放接触器。由于软启动器对单位小时内的启动次数有要求，如果现场要求启动次数频繁该方案可能会造成软启动器损坏，软启动器驱动高速时电流要求大，驱动低速时要求电流小，启动参数和启动限流都不同，保护参数也不同，因此，传统的软启动器驱动方案无法可靠的保护电机，并控制启动曲线。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，在与定频定速螺杆机组相当的成本下实现较高的满负荷和部分负荷运行时性能系数COP，并能适应启动频繁的现场，具备抑制启动电流峰值的能力。

本实用新型供针对需要解决的技术问题，提供了如下解决的技术方案：

一种可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，包括含定频电机的螺杆压缩机，螺杆压缩机上安装有可调节容量的旁通滑阀，还设置旁通滑阀动作驱动器、电机驱动器、控制器以及负荷测量装置，旁通滑阀与旁通滑阀动作驱动器信号连接、并受旁通滑阀动作驱动器控制，其特征在于：还设置旁通滑阀位置传感器，旁通滑阀位置传感器与螺杆压缩机连接用于测量滑阀位置，负荷测量装置用于检测压缩机运行负荷需求，电机驱动器与定频压缩机连接；旁通滑阀位置传感器、旁通滑阀动作驱动器、负荷测量装置、电机驱动器与控制器信号连接。

进一步的，所述电机驱动器设置为可实现定频电机速度双速或多速运行以及在速度档位间进行切换。

进一步的，定频电机包括至少一个绕组，通过接线方式切换绕组的极数和转速；电机驱动器包括至少一个软启动器和和两个/多个接触器；软启动器通过两个/多个接触器选择性连接电机绕组。

进一步的，定频电机包括至少一组高速绕组和至少一组低速绕组；相对应的，电机驱动器包括一个高速软启动器和一个低速软启动器，和至少一个断路器；断路器与低速软启动器和高速软启动器分别连接；高速软启动器与定频电机的高速绕组连接；低速软启动器与定频电机的低速绕组连接。

进一步的，当定频压缩机中还包括至少一组转速位于高速绕组和低速绕组之间的中速绕组时，所述软启动器电控柜中还设置若干启动接触器；其中高速软启动器的输出端通过一个启动接触器与定频压缩机的高速绕组连接；低速软启动器的输出端上设置若干并列的启动接触器，该若干并列的启动接触器均按一一对接的方式连接低速绕组和各中速绕组。

进一步的，在高速软启动器和一个低速软启动器前方各设置一个断路器；两个断路器并联在电源上。

进一步的，两个断路器的前方主路上连接一个隔离开关QS；通过隔离开关QS构成两个断路器可选择地与各自软启动器连接。

采用上述可定频切换转速运行的螺杆压缩机控制方法，其特征在于：在电机处于不同转速运行时，控制器根据负荷测量装置获取负荷需求，旁通滑阀位置传感器检测滑阀开度位置信号，控制器根据负荷需求及滑阀位置信号，通过电机驱动器来调节电机运行转速实现多速输出和/或切换，并通过旁通滑阀动作驱动器调节旁通滑阀开度位置，使旁通滑阀开度位置处于设定的开度范围，所述开度范围使滑阀开度位置始终与电机速度保持着向电机低速运转和滑阀位高开度位置的趋势运行。

进一步的，通过电机驱动器来调节电机运行转速实现三速输出和/或切换具体流程如下：

定频压缩机高速运行时，检测滑阀开度位置，如滑阀开度位置≤H%且有减载需求时，定频压缩机切入中速运行，否则继续在高速运行状态下运行；H%为在控制器中设定的压缩机高速运行时滑阀开度位置下限；

中速运行时，检测滑阀开度位置，如滑阀开度位置≤M% 且有减载需求时，定频压缩机切入低速运行；如滑阀位在100% 且有增载需求时，定频压缩机切入高速运行，使滑阀开度位置在H%～100%；否则继续在中速运行状态下运行，保持中速运行的滑阀开度位置为M%～100%；其中， M%为压缩机中速运行时滑阀开度位置下限；

低速运行时，检测滑阀开度位置，如滑阀位在100%且有增载需求，则切换到中速运行，保持中速运行的滑阀开度位置为M%～100%；否则继续保持低速运行，保持低速运行的滑阀开度位置为N%～100%；其中，N%为压缩机低速运行时滑阀开度位置下限。

进一步的，通过电机驱动器来调节电机运行转速实现双速输出和/或切换具体流程如下：

控制器设定旁通滑阀的滑阀开度位置下限为H%；即滑阀开度位置范围为H%～100%,对应压缩机输出容量范围50%～100%，在高转速下，当滑阀开度位置移动到H%，而螺杆压缩机容量还需进一步调小时，螺杆压缩机将切换至低转速运行，低转速运行时滑阀开度位置范围为0～100%,对应压缩机输出容量范围：最小负荷～50%。

进一步的，电机驱动器电源启动主回路配置两个软启动器时，高速软启动器控制电机的高速绕组，低速软启动器控制电机的低速绕组；高速软启动器和低速软启动器之间输出互锁，共同分担电机的运行、启动；系统控制器根据负荷测量装置的输入信号及滑阀位置信号，通过旁通滑阀动作驱动器调节旁通滑阀位置，及通过电机驱动器来调节电机运行转速；电机不同转速运行时，旁通滑阀开度位置根据设定范围调整。

进一步的，高速软启动器的电流上限由最高绕组的转速N0决定，低速软启动器的电流上限为中间转速绕组的转速N1决定，绕组匹配规则对应为：最高绕组的转速N0≥绕组转速＞中间转速绕组的转速N1，均由高速软启动驱动；绕组转速≤中间转速绕组的转速N1；都由低速软启动器驱动。

进一步的，电机启动方式为软启动，启动模式为斜坡电流模式，对电机启动电流峰值限流，调节启动电压，电流平滑上升使电机转速达到额定转速完成电机启动，电机的高速绕组对应一个高速软启动器，保护参数按高速电流保护限制，启动电流也按照高速电流限制，保证启动电流平滑；电机的低速绕组对应低速软启动器，保护参数按低速电流保护，启动电流也按照低速电流限制，保证启动电流平滑。

进一步的，电机速度切换方式为：当高速切低速或中速时，先高速软启动器停止输出，电机自由停车数秒之后，启动低速软启动器，启动电机使电机运行在低速或中速；当中速切低速时，先低速软启动器停止输出，电机自由停车数秒之后，电机绕组从中速绕组切换到低速绕组，然后再次启动低速软启动器，启动电机使电机运行在低速；当低速切高速时，先低速软启动器停止输出，电机自由停车数秒之后，启动高速软启动器，启动电机使电机运行在高速。

本实用新型的有益效果是：

1、使用定频双速或多速驱动的定频螺杆压缩机，旁通滑阀、滑阀位置传感器，主控制器，使压缩机不同转速运行时，滑阀控制在合理的行程范围内，达到满载和部分负荷高效率运行；

2、用于定频螺杆空调机组时，不需要配置变频柜，在相同满负荷COP和部分负荷COP相当的前提下，机组整体成本比变频螺杆空调机组降低10%以上；

3、用于定频螺杆空调机组时，50%及以下部分负荷COP比定频定速螺杆空调机组高出20～30%，节能效果明显。

4、电机控制器主回路配置两个软启动器，一个软启动器驱动高速绕组，一个软启动器驱动低速绕组，软启动器之间输出互锁，共同分担电机的运行、启动，可满足电机频繁启动，延长驱动系统寿命。

5、软启动器直接接线到电机接线柱，双速电机六根接线柱，软启动器只用分别与电机对接6组动力线缆，接线简单。

6、主回路配置的两个软启动器参数分别与双速电机绕组匹配，大电流软启动器驱动高速电机绕组，小电流软启动器驱动低速电机绕组，参数与高、低速电机对应，保护更安全，性能更好；

7、使用软启动器驱动电机，启动过程中电流平滑，启动电流峰值可以调整，启动模式使用斜坡电流方案，可以使启动电流平滑，对高速，低速电机启动曲线更匹配。无二次冲击。软启动器本体具有比较全面的保护功能（过/欠压保护，逆相保护，三相电流不平衡保护，输入/输出缺相等）对电机保护更全面，更安全。

附图说明

图1为根据本实用新型实施的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统结构原理图。

图2为本实用新型螺杆压缩机容量控制系统三速运行与切换为例的控制逻辑图。

图1-2中附图标记为：定频压缩机1、旁通滑阀动作驱动器4、电机驱动器5、负荷测量装置6、系统控制器7、旁通滑阀8、滑阀位置传感器9。

图3为本实用新型电机驱动器基于双速电机驱动系统的结构原理图。

图4为本实用新型电机驱动器基于双速电机驱动系统其中一个具体实施例的电路结构图。

图5为本实用新型电机驱动器基于单软启动器驱动的主回路结构图。

图6为本实用新型电机驱动器基于单软启动器驱动另一个实施例的主回路结构图。

图7为本实用新型电机驱动器双速运行与切换控制方法流程图。

图3-7中附图标记如下：1、定频压缩机(其中的电机绕组1、2、3为高速绕组，电机绕组4、5、6为低速绕组)，2、软启动器电控柜（QM1为高速软启动器，QM2为低速软启动器,QF为断路器），3、控制器(CB)。

图8为本实用新型电机驱动器5基于多速电机驱动的结构示意图。

图9为本实用新型电机驱动器5基于多速电机驱动的一个具体实施例的电路结构图。

图10为实用新型的电机驱动器5基于多速电机驱动的三速运行与切换控制方法流程图。

具体实施方式

图1为根据本实用新型实施的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统结构原理图。包括定频压缩机1、旁通滑阀动作驱动器4、电机驱动器5、负荷测量装置6、系统控制器7、旁通滑阀8；定频压缩机1为螺杆压缩机和定频电机的组合，通过极对数切换来调节电机转速，螺杆压缩机上安装有可调节容量的旁通滑阀8，旁通滑阀8与旁通滑阀动作驱动器4连接并受其控制；还设置有滑阀位置传感器9，旁通滑阀位置传感器9与螺杆压缩机连接用于测量滑阀位置；电机驱动器5功能性连接于电机以实现双速或多速运行；负荷测量装置6用于检测压缩机运行负荷需求；旁通滑阀位置传感器9、旁通滑阀动作驱动器4、负荷测量装置6、电机驱动器5与系统控制器7信号连接。

采用上述可定频切换转速运行的螺杆压缩机及容量控制系统的控制方法，其特征在于：旁通滑阀位置传感器9检测滑阀位置信号，系统控制器7根据负荷测量装置6输入信号及滑阀位置信号，通过旁通滑阀动作驱动器4调节旁通滑阀8位置，并通过电机驱动器5来调节电机运行转速实现多速输出；或者在电机不同转速运行时，系统控制器7对旁通滑阀8设定不同的可移动位置范围。

定频螺杆压缩机的特点是，按设计的压比，滑阀位越接近满位能效越高。小容量下输出时，尽可能使压缩机在较低速、滑阀位较高状态下运行，以获得较高的能效。

控制转速并匹配滑阀位置，目的是使压缩机处于功率最低（能效最高）的状态，举个例子：三速压缩机要输出30%的容量，理论上有三种输出方式：①高速（3000r/min）+滑阀30%；②中速（1500r/min）+滑阀60%；③低速（1000r/min）+滑阀90.9%；经过本实用新型的多次研究和实验，发现按第③种方式输出能效最高。

为了进一步实现这种控制方法，实现第③种方式的能效最高输出，本实用新型采用如图2所示的控制流程（三速运行为例的控制逻辑）：

定频压缩机1高速运行时，检测滑阀位置，如滑阀位≤H% 且有减载需求时，定频压缩机1切入中速运行，否则继续在高速运行状态下运行；H%为压缩机高速运行时，阀位置移动下限；

中速运行时，检测滑阀位置，如滑阀位≤M% 且有减载需求时，定频压缩机1切入低速运行；如滑阀位在100% 且有增载需求时，定频压缩机1切入高速运行，使滑阀位置在H%～100%；否则继续在中速运行状态下运行，保持中速运行的滑阀位置为M%～100%；其中， M%为压缩机中速运行时，阀位置移动下限；

低速运行时，检测滑阀位置，如滑阀位在100%且有增载需求，则切换到中速运行，保持中速运行的滑阀位置为M%～100%；否则继续保持低速运行，保持低速运行的滑阀位置为N%～100%；其中，N%为压缩机低速运行时，阀位置移动下限。

控制逻辑也可以如图2所示按低速或中速来启动。不管高速还是低速启动，只要在运行，就按图2所示的负荷需求结合滑阀的位置来调节就可。

压缩机按照上述方法启动的一个具体实施例如下：按高速电机运行为例，滑阀定位在50%，此时输出容量为50%，比目标负荷高，负荷测量装置6反馈给系统控制器7，需要减载。系统控制器7发指令到电机驱动器5 ：停止高速电机，启动中速电机，启动时，滑阀会移动到66%，此时的负荷为33%，比目标负荷高，负荷测量装置6反馈给系统控制器7，需要继续减载。系统控制器7发指令到电机驱动器5 ：停止中速电机，启动低速电机，旁通滑阀8会根据负荷测量装置6的反馈，系统控制器7发指令到滑阀驱动器4，让旁通滑阀8最终停在90.9%的位置，实现30%的负荷输出。（此过程是在压缩机容量由高转低的过程，高速切换到低速的过程，在实际运行中是最常见的。）

以旁通滑阀8位置为0%对应螺杆压缩机最小容量，以旁通滑阀8位置为100%对应螺杆压缩机最大容量为例，系统控制器7通过旁通滑阀位置传感器9探测旁通滑阀8所处滑阀位置，并控制不同转速时滑阀8可移动的位置在一定范围内，以实现螺杆压缩机满负荷至最小负荷下高性能系数。双速、三速运行的压缩机转速与推荐滑阀位置参见表1 表2。

如表1所示，对于高、中、低转速极数分别为2、4、6的三速驱动螺杆压缩机，以极数为2高转速运行时，定义高转速运行时，滑阀开度位置下限H%在40～60%，优选H%在50%左右（即高转速运行时旁通滑阀可移动位置范围为H%～100%,对应压缩机输出容量范围50%～100%），当滑阀位置移动至H%，而螺杆压缩机容量还需进一步调小时，螺杆压缩机将切换至以极数为4中转速运行；定义中转速运行时，滑阀开度位置移动下限为M%,一般M%在50～75%,优选66%左右（即滑阀开度位置可移动范围为M%～100%,对应压缩机输出容量范围33%～50%），在中转速下，当滑阀位置移动至M%，而螺杆压缩机容量还需进一步调小时，螺杆压缩机将切换至以极数为6低转速运行，定义低转速运行时，滑阀开度位置移动下限为N%,一般N%在0～50%，（即滑阀开度位置可移动范围为N%～100%,对应压缩机输出容量范围：最小负荷～33%），N值越小越好，N值越小说明压缩机最小负荷越小，受电机温升及压缩机可靠性方面影响。

表1 三速运行的压缩机输出容量与转速、滑阀位置关系表

压缩机输出容量	转速	旁通滑阀可移动位置范围
			50%～100%	高（3000r/min）	（H%在40～60%）H%～100%
33%～50%	中（1500r/min）	（M%在50～75%）M%～100%
			min～33%	低（1000r/min）	（N%在0～50%）N%～100%

表1说明：中速下100%滑阀位与高速下H%滑阀位对应的压缩机容量相当；低速下100%滑阀位与中速下M%滑阀位对应的压缩机容量相当。

如表2所示，为对于高转速低转速极数分别为2和4的双速驱动螺杆压缩机，以极对数为1（极数为2）高转速运行时，控制器设定旁通滑阀位置移动下限为H%（即旁通滑阀位置可移动范围为H%～100%,对应压缩机输出容量范围50%～100%），一般H%在50%左右，在高转速下，当滑阀位置移动≤H%，而螺杆压缩机容量还需进一步调小时，螺杆压缩机将切换至低转速运行（旁通滑阀位置可移动范围为N%～100%,对应压缩机输出容量范围：最小负荷～50%）。

表2 双速运行的压缩机输出容量与转速、滑阀位置关系表

压缩机输出容量	转速	旁通滑阀可移动位置范围
			50%～100%	高（3000r/min）	（H%在40～60%）H%～100%
min～50%	低（1500r/min）	（N%在0～50%）N%～100%

表2说明：低速下100%滑阀位与高速下H%滑阀位对应的压缩机容量相当。

用于本实用新型的电机驱动器5有多种实施方式，常规的驱动方式，如“一个软启动器+两个/多个接触器驱动”也可以适用于本实用新型，也纳入保护范围。除此之外，本实用新型的进一步特色是主回路配置两个软启动器，一个软启动器驱动电机高速绕组，一个软启动器驱动电机的中速与低速绕组，软启动器之间输出互锁，共同分担电机的运行、启动，可满足电机频繁启动，延长驱动系统寿命；主回路配置的两个软启动器参数分别与双速电机绕组匹配，大电流软启动器驱动高速电机绕组，小电流软启动器驱动低速电机绕组，参数与高、低速电机对应，保护更安全，性能更好。使定频压缩机1不同转速运行时，滑阀控制在合理的行程范围内，达到满载和部分负荷高效率运行。

如图3所示，为本实用新型电机驱动器基于双速电机驱动系统的结构原理图。其中控制器3与软启动器电控柜2连接，软启动器电控柜2与定频压缩机1连接；软启动器电控柜2中设置一个断路器QF、一个高速软启动器QM1、和一个低速软启动器QM2；定频压缩机1中包括一组高速绕组（电机绕组1、2、3）和一组低速绕组（电机绕组4、5、6）。

如图4所示为图3中为本实用新型电机驱动器基于双速电机驱动系统其中一个具体实施例的电路结构图。其中，高速软启动器QM1和低速软启动器QM2的控制端各自并联连接在控制器3上；高速软启动器QM1和低速软启动器QM2的输入端（L1、L2、L3各端子）各相分别并联在断路器QF断路开关后的三相接线端上；高速软启动器QM1的输出端（L4、L5、L6各端子）依次连接在定频压缩机1的高速绕组各绕组上（电机绕组1、2、3）；低速软启动器QM2的输出端（L4、L5、L6各端子）依次连接在定频压缩机1的低速绕组各绕组上（电机绕组4、5、6）。

图5为本实用新型电机驱动器5基于单软启动器驱动的主回路结构图。其为图4中实施例的一个变种实施例，与图4的区别即使用两个断路器QF1和QF2，各断路器连接一个软启动器，然后通过两个软启动器驱动双速电机。高速软启动器QM1和低速软启动器QM2根据断路器QF1和QF2的通断，分别启动，实现基于单软启动器驱动双速电机。

图6为本实用新型电机驱动器5基于单软启动器驱动另一个实施例的主回路结构图。其在图5中两个断路器QF1和QF2的前方主路上连接了一个隔离开关QS；通过隔离开关QS构成两个软启动器可选择的实现基于单软启动器驱动双速电机。

图7为本实用新型电机控制器基于上述双速运行与切换控制方法流程图。其中：

电机启动方式为软启动，启动模式为斜坡电流模式，对电机启动电流峰值限流，调节启动电压，电流平滑上升使电机转速达到额定转速完成电机启动，电机的高速绕组1、2、3对应一个大电流的软启动器（QM1），保护参数按高速电流保护，启动电流也按照高速电流限制，保证启动电流平滑；电机的低速绕组4、5、6对应一个低速电流的软启动器（QM2），保护参数按低速电流保护，启动电流也按照低速电流限制，保证启动电流平滑;

电机高速与低速切换方式：当高速切低速时，先高速软启动器QM1停止输出，电机自由停车数秒之后启动低速软启动器QM2启动电机使电机运行在低速；当低速切高速时，先低速软启动器QM2停止输出，电机自由停车数秒之后启动高速软启动器QM1启动电机使电机运行在高速;

两个软启动器共同分担一个电机的启动、运行，软启动器一个运行则另一个停止，可满足频繁启动的需求，延长使用寿命;

所有启动及运行过程中，软启动器将电流信号反馈给控制器，控制器按照电流值保护电机的启动及运行情况。

图8为本实用新型电机控制器基于多速电机驱动的结构示意图。其与双速启动的区别是，一个软启动器后配多个接触器。具体为：控制器3与软启动器电控柜2连接，软启动器电控柜2与定频压缩机1连接；软启动器电控柜2中设置一个断路器QF、一个高速软启动器QM1、一个低速软启动器QM2、和N个启动接触器（KM1～KMN为启动接触器）；定频压缩机1中包括多组绕组，至少一组高速绕组（电机绕组1、2、3）和一组低速绕组（电机绕组N、N+1、N+2）。

图9为本实用新型电机控制器基于多速电机驱动的一个具体实施例的电路结构图。其中，高速软启动器QM1和低速软启动器QM2的控制端各自并联连接在控制器3上；高速软启动器QM1和低速软启动器QM2的输入端（L1、L2、L3各端子）各相分别并联在断路器QF断路开关后的三相接线端上；高速软启动器QM1的输出端（L4、L5、L6各端子）通过启动接触器KM1依次连接在定频压缩机1的高速绕组各绕组上（电机绕组1、2、3）；低速软启动器QM2的输出端（L4、L5、L6各端子）并联输出至少两端，其中一端通过启动接触器KMN依次连接在定频压缩机1的低速绕组各绕组上（N、N+1、N+2）；另一端通过启动接触器KM2依次连接在定频压缩机1的中速绕组各绕组上（4、5、6）；依次类推。

图10为实用新型本实用新型电机驱动器5基于多速电机驱动的三速运行与切换控制流程图。其中电机速度切换方式为：当高速切低速或中速时，先高速软启动器停止输出，电机自由停车数秒之后，启动低速软启动器，启动电机使电机运行在低速或中速；当中速切低速时，先低速软启动器停止输出，电机自由停车数秒之后，电机绕组从中速绕组切换到低速绕组，然后再次启动低速软启动器，启动电机使电机运行在低速；当低速切高速时，先低速软启动器停止输出，电机自由停车数秒之后，启动高速软启动器，启动电机使电机运行在高速。

电机启动之前，控制器3控制需要启动的绕组对应的接触器KMN先吸合，然后控制软启动器QM启动。

切换时，控制器先停止正在工作的启动器QM，再释放绕组对应的接触器KM，然后再启动需要运行的启动器QM，再连通绕组对应的接触器KM。

先高速软启动器QM1停止输出，电机自由停车数秒之后启动低速软启动器QM2启动电机使电机运行在低速；当高速切中速时，中速软启动器QM2启动电机使电机运行在中速;从中速切低速时候，低速软启动器QM2启动电机使电机运行在低速。

多速（速度挡位大于2）电机与软启动器的匹配规则：大电流软启动器驱动高速电机绕组，小电流软启动器驱动低速电机绕组。

高速软启动器的电流上限由最高绕组的转速N0决定，低速软启动器的电流上限为中间转速绕组的转速N1决定，绕组匹配规则对应为：最高绕组的转速N0≥绕组转速＞中间转速绕组的转速N1，均由高速软启动驱动；绕组转速≤中间转速绕组的转速N1；都由低速软启动器驱动。

双速和多速电机驱动系统主回路配置不限于以上形式，凡使用软启动器驱动双速或多速电机的方案都在本实用新型的保护范围内。

由此，本实用新型有益效果如下：

1、使用定频双速或多速驱动的定频螺杆压缩机，旁通滑阀、滑阀位置传感器，主控制器，使压缩机不同转速运行时，滑阀控制在合理的行程范围内，达到满载和部分负荷高效率运行；

2、用于定频螺杆空调机组时，不需要配置变频柜，在相同满负荷COP和部分负荷COP相当的前提下，机组整体成本比变频螺杆空调机组降低10%以上；

3、用于定频螺杆空调机组时，50%及以下部分负荷COP比定频定速螺杆空调机组高出20～30%，节能效果明显。

4、电机控制器主回路配置两个软启动器，一个软启动器驱动高速绕组，一个软启动器驱动低速绕组，软启动器之间输出互锁，共同分担电机的运行、启动，可满足电机频繁启动，延长驱动系统寿命。

5、软启动器直接接线到电机接线柱，双速电机六根接线柱，软启动器只用分别与电机对接6组动力线缆，接线简单。

6、主回路配置的两个软启动器参数分别与双速电机绕组匹配，大电流软启动器驱动高速电机绕组，小电流软启动器驱动低速电机绕组，参数与高、低速电机对应，保护更安全，性能更好；

7、使用软启动器驱动电机，启动过程中电流平滑，启动电流峰值可以调整，启动模式使用斜坡电流方案，可以使启动电流平滑，对高速，低速电机启动曲线更匹配。无二次冲击。软启动器本体具有比较全面的保护功能（过/欠压保护，逆相保护，三相电流不平衡保护，输入/输出缺相等）对电机保护更全面，更安全。

Claims (7)

1.一种可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，包括含定频电机的螺杆压缩机，螺杆压缩机上安装有可调节容量的旁通滑阀，还设置旁通滑阀动作驱动器、电机驱动器、控制器以及负荷测量装置，旁通滑阀与旁通滑阀动作驱动器信号连接、并受旁通滑阀动作驱动器控制，其特征在于：还设置旁通滑阀位置传感器，旁通滑阀位置传感器与螺杆压缩机连接用于测量滑阀位置，负荷测量装置用于检测压缩机运行负荷需求，电机驱动器与定频压缩机连接；旁通滑阀位置传感器、旁通滑阀动作驱动器、负荷测量装置、电机驱动器与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，其特征在于：所述电机驱动器设置为可实现定频电机速度双速或多速运行以及在速度档位间进行切换；定频电机包括至少一个绕组，通过接线方式切换绕组的极数和转速。

3.根据权利要求1或2所述的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，其特征在于：电机驱动器包括至少一个软启动器和和两个/多个接触器；软启动器通过两个/多个接触器选择性连接电机绕组。

4.根据权利要求3所述的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，其特征在于：定频电机包括至少一组高速绕组和至少一组低速绕组；相对应的，电机驱动器包括一个高速软启动器和一个低速软启动器，和至少一个断路器；断路器与低速软启动器和高速软启动器分别连接；高速软启动器与定频电机的高速绕组连接；低速软启动器与定频电机的低速绕组连接。

5.根据权利要求4所述的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，其特征在于： 当定频压缩机中还包括至少一组转速位于高速绕组和低速绕组之间的中速绕组时，所述软启动器电控柜中还设置若干启动接触器；其中高速软启动器的输出端通过一个启动接触器与定频压缩机的高速绕组连接；低速软启动器的输出端上设置若干并列的启动接触器，该若干并列的启动接触器均按一一对接的方式连接低速绕组和各中速绕组。

6.根据权利要求4所述的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，其特征在于：在高速软启动器和一个低速软启动器前方各设置一个断路器；两个断路器并联在电源上。

7.根据权利要求6所述的可定频切换转速运行的螺杆压缩机容量控制系统，其特征在于：两个断路器的前方主路上连接一个隔离开关QS；通过隔离开关QS构成两个断路器可选择地与各自软启动器连接。