變頻空調(diào)維修技術(shù)知識(shí)

1、變頻空調(diào)維修技術(shù)知識(shí)一.變頻空調(diào)與普通空調(diào)的比較變頻空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)表1變頻空調(diào)與常規(guī)空調(diào)的比較序號(hào)項(xiàng)目常規(guī)空調(diào)變頻空調(diào)1適應(yīng)負(fù)荷的能力不能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷的變化2溫控精度開/關(guān)控制，溫度波動(dòng)范圍達(dá)2c降頻控制,溫度波動(dòng)范圉rc3啟動(dòng)性能啟動(dòng)電流大于額定電流軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流很小4節(jié)能性開/關(guān)控制，不省電自動(dòng)以低頻維持，省電30%5低電壓運(yùn)轉(zhuǎn)性能180V以下很難運(yùn)轉(zhuǎn)低至150V也可正常運(yùn)轉(zhuǎn)6制冷、制熱速度慢快7熱冷比小于120%大于140%8低溫制熱效果0。C以下效果差-10。C時(shí)效果仍好9化霜性能差準(zhǔn)確而快速，只需常規(guī)空調(diào)一半的時(shí)間10除濕性能定時(shí)開/關(guān)控制，除濕時(shí)有冷感低頻運(yùn)轉(zhuǎn)，只除濕

2、不降溫，健康除濕 11滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)無此功能自動(dòng)以高頻強(qiáng)勁運(yùn)轉(zhuǎn)12保護(hù)功能簡單全面13自動(dòng)控制性能簡單真正模糊化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化變頻空調(diào)的控制特點(diǎn)1 適應(yīng)負(fù)荷的能力常規(guī)空調(diào)的制冷能力隨著室外溫度的上升而下降，而房間熱負(fù)荷隨室外溫 度上升而上升，這樣，在室外溫度較高，本需要空調(diào)向房間輸出更大冷量時(shí)，常 規(guī)空調(diào)往往制冷量不足，影響舒適性；而在室外溫度較低時(shí)，本需要空調(diào)向房間 輸出較小冷量，常規(guī)空調(diào)往往制冷量過盛，口口浪費(fèi)電力。而變頻空調(diào)通過壓縮 機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，可以實(shí)現(xiàn)制冷量隨室外溫度的上升而上升，下降而下降，這樣就 實(shí)現(xiàn)了制冷量與房間熱負(fù)荷的自動(dòng)匹配，改善了舒適性，也節(jié)省了電力。 變頻空調(diào)調(diào)節(jié)制冷量的原理

3、如下：1 一定工況下，制冷量與制冷劑質(zhì)量流量成正比，即Q = qm式中，Q 制冷量q 制冷劑單位質(zhì)量制冷量m 制冷劑質(zhì)量流量一定工況下，制冷劑質(zhì)量流量與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速成正比例函數(shù)關(guān)系， 即 m 二 f ( N )式中f制冷劑質(zhì)量流量與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，不同結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)此關(guān)系 式不同N 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速綜合上兩式，就可以通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷量的調(diào)節(jié)，這正是直流或 交流變頻空調(diào)變頻能量調(diào)節(jié)的原理。2.溫度調(diào)節(jié)方法以制冷狀態(tài)為例，圖3表示的為常規(guī)空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)方法，其中T為室內(nèi)溫度， Ts為設(shè)定溫度，達(dá)到設(shè)定溫度壓機(jī)停，室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度1度，壓縮機(jī)重 新開啟。圖4為變頻空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)方法，室

4、溫每降低0. 5度，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就降低 一檔，相反，室溫每升高0. 5度，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就升高一檔，即室溫越高，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率 越大，以便空調(diào)快速制冷，室溫越接近設(shè)定溫度，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就越小，提供的制冷 量也越小，以維持室溫在設(shè)定溫度附近，溫度波動(dòng)小。3啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)性能圖5、圖6分別為常規(guī)空調(diào)、變頻空調(diào)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速曲線。常規(guī)空調(diào)以定頻啟動(dòng)、 定速運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻空調(diào)低頻啟動(dòng)、變頻運(yùn)轉(zhuǎn)。4. 節(jié)能性常規(guī)空調(diào)開/關(guān)方法控制，壓縮機(jī)開關(guān)頻繁，耗電多。變頻空調(diào)自動(dòng)以低頻維持 室溫基本恒定，避免壓縮機(jī)頻繁開啟，比常規(guī)空調(diào)省電30%左右。5. 低電壓運(yùn)轉(zhuǎn)性能常規(guī)空調(diào)在電壓低于180V左右時(shí)，壓縮機(jī)就不能啟動(dòng)，而變頻空調(diào)在電壓很低 時(shí)，

5、降頻啟動(dòng)，降低啟動(dòng)時(shí)的負(fù)荷，最低啟動(dòng)電壓可達(dá)150Vo6. 熱冷比常亦空調(diào)制冷、制熱壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速一樣，只能通過系統(tǒng)匹配提高熱冷比，局限性很 大。變頻空調(diào)制熱時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速比制冷時(shí)高許多，所以熱冷比可高達(dá)140%以上。（制 熱時(shí)最高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率往往要比制冷最高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率高20Hz左右）7. 低溫制熱效果常規(guī)空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，0 C以下壓縮機(jī)功率很低，實(shí)際上沒有什么制熱效 果；變蔬空調(diào)低溫下以高頻運(yùn)轉(zhuǎn)，制熱量是常規(guī)空調(diào)的3、4倍。&滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)常規(guī)空調(diào)壓縮機(jī)只有一種轉(zhuǎn)速，不可能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷時(shí)的強(qiáng)勁運(yùn)轉(zhuǎn)；變頻空調(diào)在人多時(shí)、剛開機(jī)時(shí)或室內(nèi)外溫差較大時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高頻強(qiáng)勁運(yùn)轉(zhuǎn)。9.保護(hù)功能常規(guī)空調(diào)每次發(fā)生電流等保護(hù)均需

6、停壓縮機(jī)；變頻空調(diào)每當(dāng)發(fā)生保護(hù)時(shí)均以適當(dāng)?shù)慕殿l運(yùn)轉(zhuǎn)予以緩沖，可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)保護(hù)，不 影響用戶的使用。二.變頻空調(diào)的電路基本原理變頻空調(diào)根據(jù)斥縮機(jī)是采用交流還是直流電機(jī)可分為交流變頻和直流變頻兩種。1.交流變頻空調(diào)（1）基本原理異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是山定子主磁通和轉(zhuǎn)子電流相互作用而產(chǎn)生的。定子繞組 渡過電流時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)岀電動(dòng)勢(shì)，因而產(chǎn)生了感應(yīng)電流， 該電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，便產(chǎn)生了磁場(chǎng)力。而實(shí)際上對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)， 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（通常稱為同步轉(zhuǎn)速）n0與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速nl是有差別的，兩者之 差與同步轉(zhuǎn)速的比值，我們稱之為轉(zhuǎn)差率，用S來表示，即式中，f 一電流頻率P 電機(jī)極對(duì)數(shù)

7、所以轉(zhuǎn)子的速度m可用下式表示由上式可知.只要改變異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率電機(jī)的轉(zhuǎn)速便會(huì)發(fā)生改變.交流變頻空調(diào)就是根據(jù)這一基 木凍理來運(yùn)行的。界步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí).產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1為：式中,k-電機(jī)繞組系數(shù)：N1每相定子繞組匝數(shù)O 一每極礎(chǔ)通由于定子阻抗上的壓降很小.可以忽略，這樣.我們便可以得到：由上式可知，磁通（P與Ul/f成正比。對(duì)于磁通，我們通常是希望其保持在接近飽和值.如果進(jìn)一步増 大磁通6將使電機(jī)的鐵心飽和.從而導(dǎo)致電機(jī)中流過很大的勵(lì)磁電流.增加電機(jī)的銅損耗和鐵損耗.嚴(yán)重時(shí)會(huì) 因繞組過熱而損壞電機(jī)。而喩通的減小.則鐵心未得到充分的利用.使得輸出轉(zhuǎn)矩下降C這樣.由上式可知.要保持恒定.即

8、要保持Ul/f恒定，改變頻率f的大小時(shí)，電機(jī)定子電壓U1必須隨之同時(shí)發(fā)生變化.即在變頻 的同時(shí)也要變壓。這種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法我們稱為VWF （VairbleVoltage VaribeFrequency）.簡稱為V/F變頻控制。現(xiàn)在變頻空涮的控制方法基木上都是采用這種方法來實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的。 下圖為一變頻空調(diào)的Vf曲線圖.V-f曲線由變頻壓縮機(jī)性能決定下表為部分變頻圧縮機(jī)的性能參數(shù)壓縮機(jī)型號(hào)排氣址60HZ制冷址60Hz報(bào)大制冷雖頻率范鬧VF曲線點(diǎn)備注2RV110N7CA0410.3ml/rev2030W4398W130Hzl80V/100Hzl00V/60Hz 2PV132N7CB0213.2ml

9、/rev2665W5752W30-130Hzl80V/100Hzl25V/60Hz 2PV164N7EA0216.5ml/rev3390W6000W105Hzl80V/100Hzll0V/60Hz 2KV196N7AA0219.6ml/rev4015W7500W110Hzl80V/100Hzll3V/60Hz 2KD210N7AA0321ml/rev4405W9000W120Hzl80V/96Hzll4V/60Hz C-7RV11323.3ml/rev3980W10106W120Hzl75v/85Hzl38V/60Hz 2KV250N7AA0325ml/rev5315WU500W120Hzl8

10、0V/100Hzll3V/60Hz2 交流變頻控制器的原理框圖變頻控制器的原理框圖如下所示.220V/50HZ的市電經(jīng)整流濾波后得到310V左右的直流電此直流電經(jīng) 過逆變后.就可以得到用以控制壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻電源。3實(shí)現(xiàn)V/F變頻控制的方法脈寬調(diào)制PWM）：在輸岀電壓每半個(gè)周期內(nèi)，把輸出電壓的波形分成若T個(gè)脈沖波由于輸岀電壓的平 均值與脈沖的占空比（脈沖的寬度除以脈沖的周期稱為占空比）成正比，所以在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí).不改變 脈沖電樂幅度的大小，而是改變脈沖的占空比.可以實(shí)現(xiàn)變頻也變圧的效果。這種方法稱為PWM （Pule Width Modulation）調(diào)制，PWM調(diào)制可以直接在逆變器中完成電

11、樂與頻率的同時(shí)變化.控制電路比較簡也 由于PWM調(diào)制輸出的電斥波形和電流波形都是非正弦波.具有許女商次諧波成分.這樣就使得輸入到電 機(jī)的能雖不能得以充分選用増加了損耗。為使輸出的波形接近于正弦波，提岀了正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）。所謂SPWM調(diào)制.簡單地來說.就是在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)使脈沖序列的占空比按照正弦波的規(guī)律進(jìn)行變化, 即，X正弦波幅值為最大值時(shí)脈沖的寬度也最大，*1正弦波幅值為最小值時(shí)，脈沖的寬度也最?。ㄈ缦?圖所示）。這樣，輸出到電動(dòng)機(jī)的脈沖序列就可以使得負(fù)載中的電流商次諧波成分大為減小.從而提商了電 機(jī)的效率。SPWM波形的特點(diǎn)概括起來就是等幅不等寬.兩頭窄中間寬。4 具體電路對(duì)于變

12、頻空調(diào)的電路.其室內(nèi)機(jī)部分與常規(guī)空調(diào)相類似.比常規(guī)空調(diào)女一通訊電路。其主要部分集中在室 外部分，室外電控有主控板、電源電路.變頻驅(qū)動(dòng)模塊。而室外變頻電路的孩心主要集中在以下兩個(gè)方面:（1）變頻驅(qū)動(dòng)模塊這一部分指的是完成直流到交流的逆變過程用于驅(qū)動(dòng)變頻壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的逆變橋及其周困電路。變頻空涮 上通常采用6個(gè)IGBT構(gòu)成上下橋式驅(qū)動(dòng)電路。在實(shí)際應(yīng)用中多采用IPM （IntelligentPowerModule）模塊加上周幗的電路（如開關(guān)電源電路）組成。IPM是一種智能的功率模塊.它將IGBT連同其驅(qū) 動(dòng)電路和餌種保護(hù)電路封裝在同一模塊內(nèi).從而簡化了設(shè)汁提商了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)在變頻空調(diào)常 用的I

13、PM模塊有日木三菱的PM系列及日木新電元的TM系列（內(nèi)宜開關(guān)電源電路）。（2）室外控制芯片隨著技術(shù)的進(jìn)步.變頻空調(diào)的控制將向智能化、集成化、可翼化的方向發(fā)展.而其控制的核心一芯片也將 越來越先進(jìn)。室外芯片主要的功能是完成各種運(yùn)算.產(chǎn)生SPWM波形.實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)V/F |（!|線的控制并提供 各種保護(hù)等。變頻空調(diào)采用的室外控制芯片有很多種.如NEC.摩托羅拉、三菱等。由于空調(diào)技術(shù)的發(fā)展. 模糊控制技術(shù)的不斷完善，這就出現(xiàn)了一種性能更優(yōu)爪 功能更強(qiáng)大的控制芯片一DSP。DSP即Digital SignalProcessor是數(shù)字信號(hào)處理器的簡稱.與一般的譏片機(jī)相比，DSP在運(yùn)算速度、信號(hào)的處理、電機(jī)

14、的控制方 而具有更大的優(yōu)勢(shì).是未來的發(fā)展方向。英的空調(diào)與關(guān)國TI （徳州儀器）公司進(jìn)行合作，其變頻空調(diào)均采 用DSP控制技術(shù)，大大提商了整機(jī)的控制性能。整機(jī)電控框圖如下所示：2 宜流變頻空調(diào)基本原理及結(jié)構(gòu)直流變頻空調(diào)其關(guān)鍵在于采用了無刷直流電機(jī)作為壓縮機(jī).其控制電路與交流變頻控制器基木一樣。（1）直流變頻空調(diào)的基木原理直流變頻概念我們把采用無刷直流電機(jī)作為斥縮機(jī)的空調(diào)器稱為“直流變頻空涮從概念上來說是不確切的.因?yàn)槲覀兌?知道直流電是沒有頻率的，也就談不上變頻.但人們已經(jīng)形成了習(xí)慣.對(duì)于采用無刷直流壓縮機(jī)的空調(diào)湍 就稱之為直流變頻空調(diào)。無刷直流電機(jī)無刷直流電機(jī)與普通的交流電機(jī)或有刷直流電機(jī)的最

15、大區(qū)別在于其轉(zhuǎn)子是由稀上材料的永久磁鋼構(gòu)成，定 子采用整距集中繞組.簡單地說來.就是把普通直流電機(jī)由永久磁鐵組成的定子變成轉(zhuǎn)子.把普通直流電 機(jī)需耍換向器和電刷提供電源的線圈繞組轉(zhuǎn)子變成定子。這樣，就可以省掉普通直流電機(jī)所必須的電刷. 而且其調(diào)速性能與普通的直流電動(dòng)機(jī)相似.所以把這種電機(jī)稱為無刷直流電機(jī)。無刷直流電機(jī)既克服J傳 統(tǒng)的直流電機(jī)的一些缺陷.如電磁T擾.噪聲、火花可靠性差、壽命短，又具有交流電機(jī)所不具有的一些 優(yōu)點(diǎn).如運(yùn)行效率商、調(diào)速性能好.無渦流損失。所以.直流變頻空調(diào)相對(duì)與交流變頻空調(diào)而言，具有更 大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)由于無刷直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須實(shí)時(shí)檢測(cè)出永磁轉(zhuǎn)子的位宜，從而進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制.以驅(qū)動(dòng)電機(jī)換 相，才能保證電機(jī)平穩(wěn)地運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)位宜檢測(cè)通常有兩種方法，一是利用電機(jī)內(nèi)部的位宜傳 感器（通常為霍爾元件）提供的信號(hào)：二是檢測(cè)出無刷直流電機(jī)相電壓，利用相電壓的采樣信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算 后得出。在無刷宜流電動(dòng)機(jī)中總有兩相線圈通電.一相不通電。一般無法對(duì)通電線圈測(cè)出感應(yīng)電壓，因此 通常以剩余的一相作為轉(zhuǎn)子位宜檢測(cè)信號(hào)用線，捕捉到感應(yīng)電斥.通過專門設(shè)il的電子回路轉(zhuǎn)換.反過來 控制給定子線圈施加方波電壓：由于后一種方法省掉了位宜傳感器，所以直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)都采用后一 種方法進(jìn)行電機(jī)換相c直流變