摘 要 随着频率控制技术的发展和完善，该技术的应用在各个领域得到了广泛的推广，控制技术同时成熟，由于控制系统频率高效，易用，使得此类技术在社会中受到越来越普遍的关注。船舶空调系统所应用的变频调速技术也具有广阔的应用前景。

关键词 变频调速技术；船舶空调系统；应用实践

引言

交流异步电机的转速n与电源频率f之间的关系为n=60f（1-S）/p式中：p――旋转磁场的磁极对数；S――电机转差率。根据上述公式，当电机S的滑差不变时，马达的速度与电源的频率成比例。因此，如果馈送装置的频率可以平滑调整，则调整到平滑感应电动机的速度。频率调节器通常随着频率而变化，并根据与设计电压的比例关系来填充。通过上述原理，变频调速可用于对船舶空调恒温参数的自动控制，关键是控制电机转速来调节流量，通过变频调速技术在船舶中的应用，保证了空调系统随时维持在最佳运行状况。

1 当前船舶空调技术的应用现状

目前，蓄电池供电已经在船舶空调当中广泛应用，主机型推进用的直流电动机的优点是机械结构简单，运行良好，安全可靠，噪音低，无振动，技术的应用成熟。但它需要安装承重设备，负载设备需要占用宝贵的码头空间，从而影响码头的结构和布局，另一方面有限的电池电量很难满足高负荷的船舶能源消耗。通常情况下空调系统的温控阀有两种：一种是电控（带传感器，控制器，执行器）比如西门子和丹佛斯的，另外一种比较简单，自力式温控阀（通过石蜡的热胀冷缩原理来调节内部介质进入冷却器的量，从而达到控制温度的目的）。因此，迫切需要保持现有的电能使用优势，从而改善船舶的空调使用[1]。

变频器是可调速驱动系统的一种，是应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度，来平滑控制交流电动机速度及转矩。发电机带变频交流电机的变频器推进动力装置具有明显的优势，可以满足船舶空调所使用的环境要求。

研究分析表明，在氮氧化物速度运行条件下柴油机运行状态恒定的时候要高得多，而变频发电机的交流电推进系统则是通过中速柴油机在恒速条件下运行，从而显著减少排放量，海洋单位通过权威性鉴定指标（包括EPA）和环保设备（CARB）排放。

通常，将固定频率的交流电压转换为交流电压或可变频率装置的电压和频率称为“变频器”。在许多电机转速调控的引擎和技术当中，交流电机当中的变频调速技术由于其高精度，高扭矩，高功能，高可靠性，大功率优势的主要电驱动方式。

变频器的空调系统振动的容器使振动系统可以连接到两个电缆松弛源，允许容器的振动，定性提高噪音。该装置的特点是工作过程中的噪音和振动低，污染少，船舶可以更好地融入周围的水环境，有利于满足新产品的环保要求，新技术推广应用。

变频器用于电气工程中不仅可以应用于生产合理可靠的能源过程，节省大量的精力。近年来，需要降低能源消耗和工艺流程，推动公司越来越多的应用，公司变得越来越实用。随着飞速发展和应用，海洋空调和变频调速技术的产品性能有了很大的提高。其他高压电源通过主电源隔离后，可双馈电源带整流器，对节能稳定电压起着重要作用，由于其功率非常大，因此可以控制系统采用220V电压足以满足生产要求。

2 变频器在船舶空调应用的优点

变频调速是一种可以根据负载的转速变化要求，改变电源电流的供应频率以及与电压调节之间的相互配合，从而获得更加高效合理的电机运行效率。在不同的旋转速度当中，均衡的保持较高的运行效率，既能降低能耗，又能提高启动性能，保护电机以及其负载设备免受瞬间启动的能量冲击，延长设备的使用寿命，增加电机和充电装置精度。变频技术在船舶空调当中的应用可以取得显著的节能效果，一般可节约30%～50%的能源。

船舶空调系统当中，节约能源、提高空调性能、保护环境等问题需要进行广泛的关注，变频空调系统将成为为船舶空调的一类应用趋势。带有变频控制的空调系统，在节电、减小电压冲击、降低噪音、进步控制精度等方面有很大的优势。

由于阅读器可以精确控制频率控制的速度，因此可用于大型电机和风扇，在船舶空调的使用当中，风扇驱动电机和泵是不可分割的。在此期间，应用可以更好地控制机械传动，减速和变速操作的增加。应用可以大大提高船舶空调的转换效率，而且比原来恒速运行的空调机更加节能。

当船用空调直接由传播频率启动时，短时间内其内部所产生的电流可达到额定电流的五到六倍，此电流值将增加空调内阻同时产生热量，从而降低空调的使用寿命。而在零电压下开始使用变频器则可有效避免此类现象的发生。

3 变频调速技术在船舶空调系统中的应用

船只在水域航行，天气条件复杂，气候变异性大，为了使船员，乘客有舒适的生活和工作环境，可以使用空调技术在机舱内建立合适的人造气候，改善环境。空调箱通常分为集中在不同的隔间，使空调设备称为中央空调机组，只有一套专用隔间（发动机控制室）为一套专用空调系统。

空调的核心是个很简单的电机带着转的压缩机，传统的非变频空调使用的是电容启动的单相电机，线路简单但是效率低，变频空调使用的是变频器的同步电机，配合变频器使用，这个电机的效率要比传统的要高一些，可以进行调速，转速低到600rpm时候是基本没有噪音的，另外还可以适应低电压环境。

变频调速技术的空调系统和吸入新鲜空气（外部空气）的空气回流喷嘴，并返回空气，混合两个空调后经空气处理，主管道上，旁通管道用于人員的空气分配装置隔间，通过电网隔室的空气过多或离开下部门的空气流动走廊[2]。

海洋环境具有高盐度、高湿度特性，同时有需要避免卫生间、浴室等气体流入乘客室，就需要在其中设置一个排气管道，使得船舱内部可以由于非空气室形成一定的负压，乘客室内的空调自动循环，以获得一定的空调效果，并且避免空气排出的异味传播至其他隔间。

随着频率控制技术的发展，其对船舶的应用逐渐广泛，提高了生产效率，船舶导航系统得到了控制，可以非常快速准确地把握船舶航行过程，确保各种导航在运行参数监控下的安全运行和高效稳定[2]。

3.1 交流变频调速技术原理

频率是指定子的旋转磁场的同步速度的原理，即电动机的供给频率发生变化，从而在速度调节中得到一个作用，速度有效而不損失额外的滑。变频器采用交流-直流-交流，变频器通常包括整流器，变频器和过滤系统三部分。三相整流桥通常是二极管，通过由功率晶体管组成的三相桥式电路的逆变器，其可以通过恒定的直流电流和电压进行调整。电抗器中的再循环或电容器的电压或电流进行滤波效果。根据目前船舶设计和空调能源生产情况一般不超过1000千瓦，主要用于交流到直流再到交流变频控制。

3.2 变频器空调系统设计

交流感应电机的速度与电源频率之间的推理功能，如果滑动功率范围非常低，则电机的转速和频率与功率成正比。因此，如果能够使用频率容易地控制供给装置，则可以容易地调整感应电动机的转速。通常情况下变频器的转换变化为电压和频率之间的关系变化存在着一定百分比的转化效果以及电压差，三相因子之间的相位差和频率差在发电机中并联。首先，存在和发电机的输入电网不一样，电流差和发电电压相互无功，另一方面，当频率不同，角相不相同时，频率和相位差积分产品当前产品的差异是活跃的，目的是消除这些差异。一旦电网上的发电机，电抗器发电机立即减少到次暂态电抗，从而产生浪涌电流，电流随着差异的增大而增加[3]。为了避免当前单元的冲击引起的危险现象，电源不正常，发电机必须控制这些差异。设计采取燃气轮机，以及两台柴油发电机发射船，以及加速。直接与两台发电机接触，分别是交流发电机，而连接到变速箱的燃气轮机有单输入和双排列输出。一种传动机构，其中，每天在船上提供的电力，推进驱动AC发电机的输出端子，另一个输出端子每天耦合到发电机。此外，控制电路分为两种类型的AC220V和DC24V，连同电机速度控制电路，电机速度脉冲发生器电路，电机温度检测电路由闭环控制电路应用于变频器，最后，电机电流输出模拟到速度计，控制电路终止。出发在空调船方面表现良好，发挥了巨大的作用。

4 结束语

变频调速技术是通过改变电频的方式进而改变交流电控制，此类技术已经越来越广泛地用于电气工程。不仅节约能源，延长设备使用寿命，而且易于构成自动化控制系统，船舶空调当中变频调速技术的开发和应用，可以大幅度提高经济效益有效提高生产力和效率。变频器的应用为船舶空调系统提供了更加完善的技术，提高了操作精度，降低能源消耗，目前已逐渐扩大使用范围，技术变频将来将会有很大的良好的发展前景。

参考文献

[1] 何昌伟.船舶空调新技术应用[J].青岛远洋船员学院学报， 2005，26（2）：23-25.

[2] 曹海亭，刘孝刚.变频调速技术在船舶空调系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（8）：21.

[3] 张德孝，胡庆.基于PLC控制的船舶水源热泵空调系统[J].辽宁师专学报（自然科学版），2007，9（4）：96-100.