本发明涉及压缩机组变频控制技术领域，特别是涉及三级离心式变频压缩机组及控制方法。
背景技术：
三级离心式压缩机组具有高效节能、稳定可靠、冷媒泄露少、运行噪音低、应用范围广等优点，被广泛用于暖通空调、冰蓄冷、工艺冷却等领域。
但是，三级离心式压缩机组通常采用星三角启(驱)动方式，在机组启动性能、运行效率、控制保护等方面还不够优化。
由离心压缩机功耗公式可知：压缩机功耗＝制冷机流量*压缩机压头/效率。其中，制冷机流量正变于速度的一次方，压缩机压头正变于速度的二次方，所以压缩机功耗正变于速度的三次方。因此，当压缩机转速降低时，功耗将急剧下降，从而达到部分负荷节能的效果。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种三级离心式变频压缩机组及控制方法，将三级压缩离心压缩机组的启(驱)动方式由星三角置换为变频调速，达到改善机组启动曲线、提升机组运行效率、获得更可靠完善的控制保护功能等目的。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
三级离心式变频压缩机组，包括蒸发器、一级压缩机、二级压缩机、三级压缩机、冷凝器、一级节流孔板、二级节流孔板、三级节流孔板、高压侧经济器和低压侧经济器；所述蒸发器的制冷剂气态出口与一级压缩机的进口连接；所述低压侧经济器的气态制冷剂出口和一级压缩机的出口混合连通后与二级压缩机的进口连接；所述高压侧经济器的气态制冷剂出口和二级压缩机的出口混合连通后与三级压缩机连接；所述三级压缩机的出口与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口经过一级节流孔板与高压侧经济器的进口连接，所述高压侧经济器的液态制冷剂出口经过二级节流孔板与低压侧经济器的进口连接，所述低压侧经济器的液态制冷剂出口经过三级节流孔板与蒸发器的进口连接。
进一步的，所述一级压缩机的入口处设置有第一压力传感器，所述三级压缩机的出口处设置有第二压力传感器，所述蒸发器的冷冻水出口处设置有温度传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器和温度传感器的信号输出端与pid控制器的信号输入端连接，所述pid控制器的信号输出端与变频系统的信号输入端连接，所述变频系统的信号输出端与电机的信号输入端连接，所述电机分别驱动控制一级压缩机、二级压缩机、三级压缩机。
三级离心式变频压缩机组的控制方法：
(1)当冷冻水出温低于设定的“冷冻出温下限”并且机组的压比低于“电机运行频率对应的临界压比-压比下差”时，电机频率将逐渐减小，此时若导叶开度未达100％仍继续打开；
(2)在冷负荷很小时，当电机频率减小到机组的压比高于“电机运行频率对应的临界压比”或电机频率等于“频率下限”时，若冷冻水出温仍低于设定的“冷冻出温下限”，则电机频率不再减小，此时导叶将逐渐关小，进一步减小制冷量，最终使冷冻水出温高于“冷冻出温下限”；
(3)当冷冻水出温回升至大于“冷冻出温上限”，导叶将逐渐开大，直至全开；
(4)当冷冻水出温回升至大于“冷冻出温上限”且导叶全开时，或机组的压比高于“电机运行频率对应的临界压比”，则电机频率将逐渐增加。
有益效果：为本发明提供一种三级离心式变频压缩机组及控制方法，将三级压缩离心压缩机组的启(驱)动方式由星三角置换为变频调速，从而达到以下目的：一是改善机组启动曲线，延长压缩机寿命；二是在部分负荷条件(iplv)下，提升机组运行效率，降低能耗；三是获得更可靠完善的控制保护功能。
附图说明
附图1为本发明的三级离心式变频压缩机组示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示，三级离心式变频压缩机组，包括蒸发器5、一级压缩机1-1、二级压缩机1-2、三级压缩机1-3、冷凝器2、一级节流孔板3-1、二级节流孔板3-2、三级节流孔板3-3、高压侧经济器4-1和低压侧经济器4-2；所述蒸发器5的制冷剂气态出口与一级压缩机1-1的进口连接；所述低压侧经济器4-2的气态制冷剂出口和一级压缩机1-1的出口混合连通后与二级压缩机1-2的进口连接；所述高压侧经济器4-1的气态制冷剂出口和二级压缩机1-2的出口混合连通后与三级压缩机1-3连接；所述三级压缩机1-3的出口与冷凝器2的进口连接，所述冷凝器2的出口经过一级节流孔板3-1与高压侧经济器4-1的进口连接，所述高压侧经济器4-1的液态制冷剂出口经过二级节流孔板3-2与低压侧经济器4-2的进口连接，所述低压侧经济器4-2的液态制冷剂出口经过三级节流孔板3-3与蒸发器5的进口连接。
工作原理：气态制冷剂从所述蒸发器5中被吸入到一级压缩机1-1中，制冷剂气体的温度与压力相应提高。从所述一级压缩机1-1出来的气态制冷剂和低压侧经济器4-2的制冷剂相混合，然后进入到二级压缩机1-2中，制冷剂气体的温度与压力进一步提高。从所二级压缩机1-2来的制冷剂气体和来自高压侧经济器4-1的制冷剂相混合，然后进入到三级压缩机1-3中，进一步压缩，至此制冷剂气体在压缩机中完成了压缩过程。从所述三级压缩机1-3中出来的高温高压的制冷剂气体进入到冷凝器2，将热量传给冷凝器中的冷却水，然后经过一级节流孔板3-1进入高压侧经济器4-1，部分制冷剂闪蒸，这部分闪蒸气体和二级压缩机1-2来的制冷剂气体混合后进入到三级压缩机1-3中。从所述高压侧经济器4-1出来的液态制冷剂经过二级节流孔板3-2进入低压侧经济器4-2，部分制冷剂再次闪蒸，这部分闪蒸气体和一级压缩机1-1来的制冷剂气体混合后进入到二级压缩机1-2中。从所述低压侧经济器4-2出来的液态制冷剂经过三级节流孔板3-3后，进入蒸发器5，吸收冷冻进水的热量，蒸发为气体后，被吸入到一级压缩机1-1中。
所述一级压缩机1-1的入口处设置有第一压力传感器7-1，所述三级压缩机1-3的出口处设置有第二压力传感器7-2，所述蒸发器5的冷冻水出口处设置有温度传感器6，所述第一压力传感器7-1、第二压力传感器7-2和温度传感器6的信号输出端与pid控制器8的信号输入端连接，所述pid控制器8的信号输出端与变频系统9的信号输入端连接，即，pid控制器8将信号处理结果传递给变频系统9，所述变频系统9的信号输出端与电机10的信号输入端连接，变频系统9调整电机10的转速，所述电机10分别驱动控制一级压缩机1-1、二级压缩机1-2、三级压缩机1-3。所述电机10当然同时也可以采用原有非变频运行方式，若一种模式出现故障，可以及时切换成另一种模式。
三级离心式变频压缩机组控制具体实施方法，
所述温度传感器6采集的冷冻水出温信号和第一压力传感器7-1、第二压力传感器7-2采集的压缩机进出口压力信号传递给pid控制器8，pid控制器8主要采用冷冻水出温和机组压比这两个指标进行调节：(1)当冷冻水出温低于设定的“冷冻出温下限”并且机组的压比低于“电机运行频率对应的临界压比-压比下差”时，电机10频率将逐渐减小，此时若导叶开度未达100％仍继续打开。(2)在冷负荷很小时，当电机10频率减小到机组的压比高于“电机运行频率对应的临界压比”或电机10频率等于“频率下限”时，若冷冻水出温仍低于设定的“冷冻出温下限”，则电机10频率不再减小，此时导叶将逐渐关小，进一步减小制冷量，最终使冷冻水出温高于“冷冻出温下限”。(3)当冻水出温回升至大于“冷冻出温上限”，导叶将逐渐开大，直至全开。(4)当冻水出温回升至大于“冷冻出温上限”且导叶全开时，或机组的压比高于“电机运行频率对应的临界压比”，则电机10频率将逐渐增加。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。