变频空调器.doc

变频空调器
单元十变频空调器的认知与基本
知识目标
了解变频空调器的控制方式和各部件的结构与原理
了解变频空调器与普通空调器的差异
技能目标
掌握空调器控制系统元器件的检测方法
任务一变频空调器的认知
变频空调器最根本的特点在于它的压缩机的转速不是恒定的,而是可以随运行环境的需要而改变,所以空调器的制冷量(或制热量)也会随之变化。为了实现对压缩机转速的调节,变频空调器内部有一个变频控制电路,用来改变压缩机和风扇电机的供电频率,从而控制它们的转速,达到调节制冷量(或制热量)的目的。所以,装有变频器的空调器称为变频空调器,能改变输出电源频率的电路装置称为变频器。目前,变频空调器采用的变频方式有两种,即交流变频方式和直流变频方式。
交流变频工作原理方框图

交流变频的原理是把220V交流市电转换为直流电,为变频器提供工作电压,然后再将直流电“逆变”成脉动的交流电,并把它送到脉冲功率放大器中进行放大,再去驱动压缩机电机。
脉冲功率放大器是由多个大功率晶体管组成的,常被称为功率模块。同时,功率模块受微处理器送来的指令控制,输出频率可变的交流电压,使压缩机的转速随电压频率的变化而相应改变,这样就实现了微处理器对压缩机转速的控制和调节,如图8-8所示。
采用交流变频方式的空调器压缩机必须使用三相感应电机才能通过改变压缩机供电的频率来控制它的转速。变频压缩机的电机必须与控制驱动电路相对应,典型的变频电路如图8-9所示。
在变频过程中,为了使空调器的制冷或制热能力与负荷相适应,控制系统将根据检测到的室温和设定温度的差值,通过微处理器运算,产生控制运转频率变化的信号。这个频率可变的运转控制信号通过逆变器产生脉冲状的模拟三相交流电压,并将该电压加到压缩机的三相感应电机上,使压缩机的转速发生变化,从而控制压缩机的排量,调节空调器的制冷量或制热量。
1) 变频压缩机:
采用三相感应式交流电机,变频压缩机电动机的转速是无级连续可调的,随供电频率的变化而变化,多是涡旋式和旋转式压缩机。
2) PWM调制:
又称电压、频率比例调制方式。在调节频率的同时,不改变脉冲电压幅度的大小,而是改变脉冲的占空比,可以实现变频、变压的效果,。

PWM方式的正弦波形
任务一变频空调器的认知
3) 逆变器:
这部分电路用于完成直流到交流的逆变,。变频空调通常采用6个绝缘栅极晶体管构成大功率晶体管开关组合,又称功率模块。
功率晶体管组件示意图
4) 电子膨胀阀:
由阀体、阀针、线圈组成,。
当电子膨胀阀接收到微电脑发出的脉冲电压就驱动脉冲步进电机带动减速装置,使锥形阀芯上下移动,改变膨胀阀的开启度,调节制冷剂流量。
电子膨胀阀结构示意图
二、直流变频
采用无刷直流电机作为压缩机电机的空调器称为“直流变频空调”
直流变频空调器采用了无刷直流电机作为压缩机电动机,。
分类:无刷直流电机、全直流风扇电机。

直流变频工作原理方框图
直流变频空调器同样是把交流市电转换为直流电,并送至功率模块,功率模块同样受微处理器指令的控制,所不同的是功率模块输出的是电压可变的直流电,以驱动压缩机运行,控制压缩机的排量。
由于压缩机的转速受电压高低的控制,所以要采用直流电机。直流电机的定子上绕有电磁线圈,采用永久磁铁作为转子。当施加在电机上的电压升高时,转速加快:当电压降低时,转速下降。利用这种原理来实现压缩机转速变化的方式,通常称为直流变频。实际上,正因为这种空调器压缩机采用直流供电,并没有电源频率的变化,所以严格地讲不应该称为直流变频空调器,而应该称为直流变速空调器。由于压缩机采用了直流电机,空调器更节电,噪声更小,但这种压缩机的价格要高一些。
直流变频空调器的控制电路也有两种控制方式,即PWM方式和PAM方式,这两种方式的电路结构分别示于图8-10和图8-11。
在图8-10中,整流电路输出的直流电压基本上不变,变频器功率模块的输出电压幅度恒定,控制脉冲的宽度受微处理器控制。
在图8-11中,整流电路中增加了一个开关晶体管,通过对该开关晶体管的控制可以改变整流电路输出的直流电压的幅度,直流输出电压可以在140-390V之间变化。这样变频器输出的脉冲电压不但宽度可变,而且幅度可调。
由稀土材料的永久磁钢构成,定子采用整距集中绕组。
优点:运行效率高、调速性能好、无涡流损失等。
(2) 全直流风扇电机
全直流变频空调器室内、外风扇电机(以美的全直流变频空调为例)使用的都是直流电机,。

(1) 无刷直流电机
全直流