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變頻相關信息三十問1 什么是變頻空調“變頻”通俗地講就是改變輸入交流電的頻率，通過改變輸入的電頻率來改變壓縮機轉速?，F實生活中，我們將應用了直流調速技術和交流變頻技術的空調產品統(tǒng)稱為變頻空調。2 變頻空調較定速空調有什么區(qū)別根本區(qū)別在于變頻空調的壓縮機轉速可以改變，而定速空調的壓縮機轉速時固定的。從而，變頻空調可以調節(jié)其輸出能力，精確控制室內溫度，使空調的使用舒適性提高。另外，由于變頻空調的啟動方式是軟啟動，啟動電流約為定速空調的1/10，并且下圖可以看出長時間工作在能效較高的低頻狀態(tài)，因此較定速空調節(jié)能性更好。3 變頻空調在測試匹配時有哪些工況常用的測試工況有最大制冷、額定制冷、中間制冷、最小制冷、最大制熱、額定制熱、中間制熱、最小制熱、低溫除霜等。4 SEER是什么，怎樣計算SEER是制冷季節(jié)能源消耗效率，又稱為季節(jié)能效比。SEER計算理論計算公式為：經驗計算公式為：SEER=COP（額定制冷）*50%+COP（中間制冷）*60%5 APF是什么和SEER主要區(qū)別是什么？APF是衡量空調能源消耗效率的指標，其測試方法是日本工業(yè)標準JISC96122005房間空調器中規(guī)定的方法。APF計算是通過1年使用空調時，用空調1年所需要的制冷制熱能力除以空調1年所消耗的電量所得到的數值。這個值越大節(jié)能性越高。計算方法為：APF = 冷房定格COP5.7% + 冷房中間COP18.9% + 暖房定格COP22% + 暖房中間COP53.1% + 暖房低溫COP0.3% APF與SEER的區(qū)別在于APF計算時考慮了制熱的情況，為全年的能效；而SEER僅為制冷季節(jié)能效。APF多用于日本空調能效標準，我國還是以SEER為標準。6 空調各工況點能力是如何定義的對于固定系統(tǒng)額定制冷能力就是其標定值，例：35機就是額定制冷3500W；中間制冷能力為額定制冷標定值的一半，上下浮動100W，即35機中間制冷標定為1650W1850W，具體數值視各廠商而定；其他工況具體能力國家無硬性標準，基本都以各家廠標為準。7 什么是PFC，PFC有哪些方案，主要目的是什么PFC的全稱是Power Factor Corrector，意思是功率因數校正器，它可以在交流轉換為直流時提高電源對市電的利用率，減小轉換過程的電能損耗，達到節(jié)能的目的。此外，PFC還能減少電源對市電電網的干擾，尤其是避免它在突然啟動時對其他電器的影響。PFC分為主動式（有源）和被動式（無源）兩種，它們是衡量電源檔次高低的一個重要因素。一般來說，功率在250W300W的電源多采用被動式PFC，而主動式PFC則常用于400W及以上的中高端電源。就性能而言，主動式PFC擁有更高的功率因數（高達99），配合好的電路設計，能適應更高的電壓范圍。你可以通過電源散熱孔查看該產品采用了何種PFC電路：被動式PFC通常為一塊體積較大的電感，由多塊硅鋼片外部纏繞銅線而成；而主動式PFC則由電感線圈配合IC控制芯片組成。PFC就是“功率因數”的意思，主要用來表征電子產品對電能的利用效率。功率因數越高，說明電能的利用效率越高。 PFC有兩種，一種是無源PFC（也稱被動式PFC），一種是有源PFC（也稱主動式PFC）。無源PFC一般采用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數，但無源PFC的功率因數不是很高，只能達到0.70.8；有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數，但成本要高出無源PFC一些。 有源PFC電路中往往采用高集成度的IC，采用有源PFC電路的PC電源，至少具有以下特點： 1） 輸入電壓可以從90V到270V； 2） 高于0.99的線路功率因數，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點； 3） IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機變壓器； 4） 輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓； 5） 有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz（工頻2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。 現在市面上采用PFC電路的電源不多，而采用有源PFC電路的更少。8 什么是弱磁，弱磁實現的方法由于逆變器直流側電壓到最大值后會引起電流調節(jié)器的飽和，為了獲得較寬的調速范圍，在基速以上高速運行時實現恒功率調速，需要對電動機進行弱磁控制。弱磁控制的思想源自他勵直流電動機的調磁控制，當他勵直流電動機端電壓達到最大電壓時，只能通過降低電動機的勵磁電流，改變勵磁磁通，在保證電壓平衡的條件下，使電動機能恒功率運行于更高的轉速。也就是說，他勵直流電動機可以通過降低勵磁電流達到弱磁擴速的目的。對于電機而言，勵磁磁功率因永磁體產生而無法調節(jié)，只能通過調節(jié)定子電流，即增加定子直軸去磁電流分量來維持高速運行時電壓的平衡，達到弱磁擴速的目的。9 什么是一次側，什么是二次側，有什么用變頻壓縮機的控制過程是：電源先經過變頻器模塊再進入壓縮機。所謂的一次側就是電源在進入變頻器模塊前的位置；二次側是電源通過變頻器模塊未進入壓縮機的位置。二次側是公司內部單體性能實驗的常用測試位置，在工況相同條件下，比較各壓縮機的二次側能效，是判斷壓縮機單體性能的一個重要依據。而一次側由于比二次側多變頻器模塊，判斷壓縮機性能要結合變頻器模塊，所以是檢測變頻器性能及空調整體性能的一個依據。10 發(fā)電電壓對控制有什么影響發(fā)電電壓在我司給出的壓縮機電機參數中未明確指出，但是其是和電機參數中的轉子磁通密切相關的，對于四極六槽電機，轉子磁通為0.13WB左右對應27V發(fā)電電壓，0.16WB左右對應35V發(fā)電電壓，0.19WB左右對應42V發(fā)電電壓。而對于新型六極九槽電機，低轉子磁通對應更高的發(fā)電電壓。發(fā)電電壓的高低決定了變頻壓縮機在相同母線電壓下的最高轉速。例如：在同樣270V母線電壓情況下（不開啟FPC功能）發(fā)電電壓為27V的壓縮機約可轉到5100RPM，而35V約為4680RPM，42V約為4000RPM。由此可知發(fā)電電壓越高壓縮機轉到高轉速就越困難，對變頻器的控制要求越高。11 如何通過發(fā)電電壓，聯合驅動方案確定壓縮機最高轉速壓縮機運轉實際電壓計算公式如下：Vs：運轉實際電壓R：定子電阻Is：電流L：漏電感Es：發(fā)電電壓通過此公式可得知某壓縮機的發(fā)電電壓Es。估算最高轉速（千轉）=母線電壓/2/Es。12 什么是低頻轉矩補償壓縮機氣缸在一個吸排氣循環(huán)中不同位置所需的轉矩是不同，在吸氣壓縮過程中所需的轉矩最大，而排氣過程則較少，對于中高頻段，由于轉速較快，轉動慣量大，可以達到一個周期的額定轉矩需求值；但在低頻時由于轉動慣量小，吸氣壓縮過程電機達不到最優(yōu)的轉矩值，因此振動較大，此時提供轉矩補償就是使低頻時增加轉矩，以達到最優(yōu)轉矩曲線，減小振動。13 什么是退磁，什么是退磁電流當外磁場H從零開始增加時，磁感應強度B隨之緩慢上升，如線段落0a所示；繼之B隨H迅速增長，如ab段所示；其后，B的增長又趨緩慢；當H值增至Hs時，B的值達到Bs，在S點的Bs和Hs，通常又稱本次磁滯回線的Bm和Hm。曲線oabs段稱為起始磁化曲線。當磁場從Hs逐漸減少至零時，磁感應強度B并不沿起始磁化曲線恢復到o點（正由于此特性，我們才有永磁材料可以利用），而是沿一條新的曲線sr下降，比較線段os和sr，我們看到：H減小，B也相應減小，但B的變化滯后于H的變化，這個現象稱為磁滯，磁滯的明顯特征就是當H=0時，B不為0，而保留剩磁Br。當磁場反向從0逐漸變?yōu)?Hc時，磁感應強度B=0，這就說明要想消除剩磁，必須施加反向磁場，Hc稱為矯頑力。它的大小反映鐵磁材料保持剩磁狀態(tài)的能力，線段rc稱為退磁曲線。退磁電流就是在某溫度下定子磁場使轉子產生退磁現象時的電流值。14 什么是180控制，控制原理如何180度正弦反電動勢的驅動方案，目前此技術比較先進，對控制器廠家的技術研發(fā)能力要求較高，日本以及有這方面的產品：NEC、瑞薩等。定子旋轉磁場和轉子磁場相互作用，使電機旋轉。定子磁場和轉子磁場的角度為90度時，能實現最大的轉矩控制。采用定子磁場空間矢量控制方法，矢量控制實際上就是對電機定子電流矢量的相位和幅值同時進行控制。當永磁體的磁鏈和直軸和交軸的電感確定后，電動機的轉矩就取決于定子電流的空間矢量isidiq，就是說控制id和iq就可以控制電動機轉矩。Id稱為勵磁電流。為了達到最大的轉矩控制，采用id0的控制策略，電磁轉矩Te只和q軸的電流iq有關，令id=0,控制iq就能實現最大的電磁轉控制。15 120和180驅動優(yōu)缺點是什么方波驅動與正弦波驅動是指電機在運行過程中電流的波形來說的，采用簡單的120點角度通電，60進行位置檢測的驅動方式的電機電流波形類似方波，故稱之為方波驅動，如果在180電角度中電機電流時連續(xù)的，電機電流類似正弦波，因而被稱之為正弦波驅動。圖3-38為典型的正弦波和方波驅動的電壓和電流波形。為了降低電流脈動，提高效率，方波驅動的電機反電動勢波形一般設計的類似方波，而正弦波驅動的電機翻電動勢波形設計類似正弦波。方波驅動的電機由于電流與反電動勢相位相同，主要利用磁鐵轉矩而正弦波驅動的電機由于電流的相位角可以超前反電動勢，所以除磁鐵轉矩外?？梢岳靡徊糠执抛柁D矩。性能對比性能差異原因180度120度轉速波動小電流、速度雙閉環(huán)控制。速度閉環(huán)控制。電流不連續(xù)，每隔60度有換相轉矩脈動。電流連續(xù)，沒有換相轉矩脈動。低速振動好快低速轉矩的角度和幅度調整靈活、快速，精度高、效果明顯。低速轉矩的角度和幅度可調。（過零檢測后調整一次、60度）轉矩補償每個載波周期調整一次。啟動成功率高電流環(huán)方式，啟動穩(wěn)定可靠電壓環(huán)或電流環(huán)方式算法復雜度高磁場定向控制、空間矢量調制、電流滑模觀測，可實現弱磁調速反電動勢過零點檢測、脈寬調制技術開發(fā)難度控制芯片要求高速度快（16位）、需要資源多、程序量大速度一般（8位）、需要資源少、程序較少成本高主電路基本相同?？刂菩酒瑑r格高、開發(fā)成本高?？刂菩酒瑑r格低、開發(fā)成本較低。16 什么是交流變頻電機交流變頻電機實際上就是由交流變頻電源采用V/f=C(V:驅動器提供壓縮機的電壓；f：驅動器輸出頻率；C：常數)方式控制的三相感應電機，其轉速方程為n=60f(1-s) (其中n為電機實際轉速；s為轉差率)。交流變頻電機的電機本體效率視設計不同典型值在86%89%左右，但由于在空調中的總效率需要考慮驅動器的功耗，所以系統(tǒng)總效率多在82%左右，該效率與現在的單相交流電機典型值81%85%相比沒有優(yōu)勢，所以其節(jié)能主要是依靠可以進行出力的變化以適應空調系統(tǒng)要求實現的。由于都是感應電機，交流變頻電機在節(jié)省材料方面沒有優(yōu)勢。交流變頻壓縮機電機的高效化主要依靠繞線和壓鑄的工藝技術提高，采用高效的或薄的電磁鋼板以及槽形和槽數的優(yōu)化實現。17 什么是直流變頻電機直流變頻電機是近年來發(fā)展非常迅速的一種電機，由于其優(yōu)良的性能，包括家電在內的許多領域有取代感應電機的趨勢。直流變頻電機由于采用永久磁鐵勵磁，轉子上沒有感應電機導條中產生的銅損而實現了高效化，本體效率視設計不同典型值在92%95%左右，在不同的轉速下較感應電機都大幅提高，考慮驅動器的功耗，系統(tǒng)總效率接近87%，從而提高了電機驅動系統(tǒng)效率。18 變頻壓縮機電機和定速壓縮機電機有什么區(qū)別定速壓縮機電機運轉原理是定子不斷改變電流方向，產生變化磁場，轉子切割磁感應線產生感應電流在磁場中受力而轉動，定速電機的轉子非永磁體。而變頻壓縮機的電機轉子是永磁體，定子各繞線槽極中產生改變的磁場，定子受磁場力而轉動。19 電機形式上集中繞線和分布繞線有什么區(qū)別如果電機每組線圈跨過三個槽以上，這種電機被稱為分布繞線，如果采用直接在定子齒部繞線的方法，該電機被稱為集中繞線。分布繞線和集中繞線在電機特性和工藝性上對比如 表3-4所示。分布繞線集中繞線分布繞線集中繞線繞線端部長度槽滿率阻抗效率中高速中低速繞線工藝線磁阻轉矩：好；：普通。在空調壓縮機中，選擇電機的方法如下：從效率角度考慮：如果壓縮機多工作在中低速范圍，要求在該范圍實現高效率，選擇集中繞線的較好，如果壓縮機多工作在中高速領域，則選擇分布繞線比較好。從資源消耗角度考慮：集中繞線線圈端部較小，因而更節(jié)約銅線，但由于集中繞線方式氣隙磁密諧波較大及不平衡性，壓縮機噪音增大，一般較分布繞線需要更多的隔音材料。20 直流變頻電機的噪音問題有哪些為了提高電機效率，直流變頻電機的氣隙磁密一般較感應電機打，其中集中繞線方式的電機由于氣隙磁密的不均勻和不平衡，電機的噪音較感應電機有增大的情況。直流電機 噪音的特定平率和原因如下。激振源原因頻率不平衡有磁的不平衡和機械的不平衡回轉頻率的N次齒槽效應轉矩轉子位置引起的定子和轉子的靜態(tài)磁吸引力差定子槽數和轉子極數的最小公倍數*回轉頻率轉矩脈動電流引起的磁通與磁鐵引起的磁通（以及轉子的凸極性）間的相互作用電流基本頻率的6N倍開關電流切換時的急劇磁通變化所引起對結構體固有振動數的共振，通常為3kHz10kHz載波PWM控制的載波引起接近載波頻率21 變頻電機從材料上分類有哪些與交流變頻電機相比，直流變頻壓縮機電機最大的變化是使用了永久磁鐵，目前主要使用鐵氧體和燒結釹鐵硼（NdFeB）材料，這兩種材料的典型磁性能對比如下所示：燒結NdFeB鐵氧體剩磁mT1360430矯頑力kA/m1043251內稟矯頑力kA/m1671255磁能積kJ/m335534.6從磁性能看，釹鐵硼材料可以達到鐵氧提的十倍，如果要達到相同的勵磁效果，使用量可以大幅度減小，通過使用材料的消耗大幅度減小從而減小電機的體積。而且由于釹鐵硼材料的勵磁能溫度系數較低，所以在高溫時磁場下降較小，因而最合適電機處于高溫部位的壓縮機中使用。過去釹鐵硼材料在高溫時有減磁力大幅度下降的問題，現在隨著技術的發(fā)展，該問題已經完全解決，而鐵氧體材料在低溫時也存在減磁能力下降的問題。在壓縮機使用過程中，特別是啟動時由于電機處于堵轉狀態(tài)，如果啟動的驅動器占空比設置過大，將會造成電機的啟動電流過大，在驅動器運轉過程中，由于可能會有電流的尖峰超過磁鐵的減磁耐力極限都有可能造成電機的不可逆減磁，不可逆減磁發(fā)生后，電機電流會大幅度增加而最終導致電機燒損。為了避免該問題發(fā)生電機的磁路設計與驅動器的合理設計都需要考慮周全。22 電機的發(fā)電電壓是如何確定的電機的發(fā)電電壓定義為電機在1000RPM時產生的反電動勢。簡單的說，壓縮機電機也可看做是一個發(fā)電機，當外力帶動達到1000轉每分鐘時，能夠產生的電壓就是發(fā)電電壓。23 為什么不同型號的變頻壓縮機都有一套電機參數對應，電機參數有什么意義不同型號的變頻壓縮機都有個類似或是完全不同的電機，電機在繞線形式，匝數數量都可能有所不同，電機的發(fā)電電壓、轉子磁通量、q軸電感、d軸電感、定子電阻、轉動慣量等參數會有差異。這些參數需要對壓縮機電機進行測量得出，精確的數值可使變頻壓縮機運行更平穩(wěn)，運行效率更高。若用差異較大的電機參數驅動壓縮機可能出現振動或噪音過大，運行電流過大，甚至出現電控模塊保護壓縮機停止運行的后果。24 我司變頻壓縮機的命名規(guī)則例：ASD102CDNB7AT?！癆SD102”及后綴“B7AT”和定速壓縮機的命名方法相同。中間C代表電機疊高為45（S為55疊高），D代表是變頻產品，N代表電機的發(fā)電電壓為35V（M為27V發(fā)電電壓，P為42V發(fā)電電壓，Q為50V發(fā)電電壓）。25 國家變頻空調的能效等級標準是什么國家能效標準SEER等級5432104500W3.0 3.4 3.9 4.5 5.2 45007100W2.9 3.2 3.6 4.1 4.7 710014000W2.8 3.0 3.3 3.7 4.2 26 變頻空調配試時要注意哪些問題變頻空調在匹配時，要注意發(fā)電電壓高的壓縮機較難轉到高頻，在做最大制冷工況時須注意在控制方面加入PFC功能，但模塊的PFC功能會額外消耗一部分功率，同時抬升母線電壓亦可提升壓縮機的最高轉速，若此時還無法滿足配試的最大轉速需求，那就還需加入控制的弱磁控制，弱磁后反電動勢減小，電流上升，最大轉速提升，但是弱磁耗功，整體效率會下降，以上就是變頻空調在配試時要注意的一些地方。27 變頻空調不同頻率點下性能的變化如何變頻空調在中頻（5060HZ）低頻（2030HZ）時能力上升較快，能效較高，尤其在低頻時能效可觀。但是在高頻時，超過80HZ隨著壓縮機頻率上升空調能力上升速度明顯小于功耗上升速度，因此能效大大降低。項目單位趨勢頻率HZ838485能力W385038513868功耗W154615701598吸氣溫度21.1721.1121.68排氣溫度91.5492.1693.01吸氣壓力Mpa0.6610.650.641排氣壓力Mpa2.7832.82.823蒸發(fā)器總進6.216.136.09蒸發(fā)器總出16.6316.6616.75冷凝器總進87.3987.5188.01冷凝器總出35.2235.4936.1上表是在某廠家變頻空調系統(tǒng)高頻時我司ASD壓機的空調系統(tǒng)參數變化規(guī)律。28 電子膨脹閥和毛細管在變頻空調上配試時有何區(qū)別毛細管和電子膨脹閥均為空調系統(tǒng)里常用的節(jié)流裝置，它們起到的作用都是把冷凝器出來的飽和液態(tài)制冷劑節(jié)流成為低溫的氣液兩相態(tài)的制冷劑，實際的節(jié)流效果是一樣的，即一根直徑長度固定的毛細管可以對應電子膨脹閥的某個開度。電子膨脹閥的優(yōu)勢在于反應迅速，以一般性電子膨脹閥500最大開度來說，200以內開度對系統(tǒng)的反應最快影響最為明顯，200500開度時可能開度變化很大而在系統(tǒng)上的反應較小，鑒于這種現象對于一個全新開發(fā)的空調系統(tǒng)而言，壓縮機的初始配試可能會選擇用電子膨脹閥，這樣在能力調節(jié)上較毛細管方便，節(jié)約時間并能減少更換毛細管而帶來的誤差，但是在空調器生產過程中，考慮到兩者的成本問題，在空調器能力能效許可的前提下，生產者更傾向于用毛細管調節(jié)。電子膨脹閥調節(jié)的缺點是復現性較差，即使用電子膨脹閥來回調節(jié)或是置零后再使用，會有可能造成系統(tǒng)測試的誤差，這時由于電子膨脹閥是控制程序對電機步數的控制，是一個機械運動過程，可能動作中會有誤差產生，為避免這種現象的產生，可以在試驗過程中選用備用電源驅動電子膨脹閥，消除由于工況不同對測試電源帶來的電壓波動對電子膨脹閥的影響。而對比毛細管，毛細管管內制冷劑流動分為三個部分，即入口截面突縮、過冷部分和兩相部分，電子膨脹閥開度改變后冷媒入口截面突縮狀態(tài)會有變化，毛細管由于內徑一定，是通過改變毛細管長度來達到節(jié)流效果，這樣試驗的復現性較好，誤差小。在某些空調生產廠家會采用以小段毛細管后再加電子膨脹閥的電流方案，這樣的好處是冷媒先經過毛細管能平緩冷媒紊流狀態(tài)，并提供一定的節(jié)流效果，后面的電子膨脹閥此時可減小開度控制，使其在最佳工作范圍內，增加節(jié)流調節(jié)的精度。29 變頻空調內部電路壞的時候如何去判斷電源部分，輸入的電壓是否正常，相