变频空调基本知识20080225

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1、变频空调电控基本知识1、基本概念2、变频空调的优势及缺点3、变频空调电控原理4、变频电控关键器件简介5、变频空调功能简介及故障判别6、变频空调新产品展望7、变频空调面临的问题一、基本概念1、常规空调（定频空调）▲使用一般的定频压缩机▲压缩机运行频率是固定的50Hz或60Hz▲输出的制冷、制热能力恒定▲控制方式简单，使用继电器、压缩机启动电容进行控制及启动控制电路图：2、变频空调▲使用变频压缩机（又分为三相交流感应式异步电动机、无刷直流电机和永磁同步交流电机等）▲压缩机运行频率在20Hz～130Hz之间可调▲输出的制冷、制热能力根据运行频率变化而变化▲控制方式复杂，需

2、要专用的变频驱动电路及相应的驱动控制芯片变频空调控制电路框架：变频压缩机控制原理：变频压缩机依据原理：n=60f(1-s)/p(n—压缩机转速，f—压缩机供电频率，p—电机极对数，s—转差率)通过改变压缩机的供电频率f，在p与s不变的情况下，压缩机运转速度n就会跟随供电频率f的变化而变化。3、交流变频空调▲压缩机采用三相交流感应式异步电动机；▲驱动电压采用交－直－交变换方式；▲驱动方式采用电压空间矢量控制方式；▲压缩机运行频率根据驱动电压的变化而变化，形成V－F对应曲线。4、直流变频空调▲压缩机采用无刷直流电机（或永磁同步交流电机）；▲无刷直流电机绕组采取分布卷绕制

3、方式；永磁同步交流电机绕组采取集中卷绕制方式；▲驱动电压也是采用交－直－交变换方式；▲驱动方式采用方波驱动方式（分布卷）及正弦波驱动方式（集中卷）；▲需要进行位置检测并进行电子换相。5、全直流变频空调压缩机采用直流变频压缩机，室内外风机均使用无刷直流电机，简称3D空调，也有室内风机或室外风机是普通交流电机的。全直流变频空调的目的是省电、节能，提高能效比，同时直流电机的性能比普通交流电机要好，如启动力矩大、噪音低等。直流电机的控制电路复杂，控制不当电机易烧坏，因此质量风险比传统的交流电机要大，且价格昂贵。等控制电路及控制技术成熟后，全直流变频空调是高端空调的发展方向之

4、一。二、变频空调的优势与缺点变频空调作为空调的发展方向，拥有诸多优点。1、节能由于采用高能效压缩机及先进的控制方式，交流变频空调比常规定频空调要省电10％左右，直流变频空调要比交流变频空调省电12～20％；1、舒适变频空调根据使用环境的温度变化自动调节输出频率和能力，使温度变化幅度更小，温度波动更小，同时可以快速制冷、制热，使用者的感受更舒适；2、智能变频空调相对常规定频空调比较，更是属于智能家电的范畴，以后将会走向网络控制及无级调速。3、小型化由于直流变频压缩机采用集中卷绕组分布方式，节省了更多的空间和材料，所以较同等容量的常规压缩机体积更小。变频空调的缺点：1、

5、室外控制电路复杂，电子元器件多，电控故障率相对常规机较高；2、变频压缩机的驱动算法复杂，技术难度大；3、造价较常规机高，普及需要一定的时间。三、变频空调电控原理变频空调电控分为室内电控及室外电控两部分。室内电路又细分为电源电路、通信电路、风机驱动电路、过零检测电路、温度采集温度、主芯片控制电路、显示驱动电路等。相对定频空调，变频空调的室内电控多了一个通信电路，其余电路基本相同（无四通阀、压缩机控制电路）。室外电路又细分为电源滤波电路（强电）、通信电路、风机/四通阀驱动电路、温度采集温度、主芯片控制电路、电压/电流采样电路、功率因数校正电路（PFC）、整流电路、开关电

6、源电路、压缩机驱动电路（IPM）等。目前美的变频空调一般是将开关电源电路及压缩机驱动电路单独做在一块电路板上。室内电路原理如下：室外主控板电路原理如下：室外模块板电路原理如下：四、变频电控关键器件简介对于变频空调，室内电路与常规空调电控基本相同，增加的通信电路也较简单，故室内电路共有两个关键元器件：主芯片及通信光耦。1、主芯片：目前我司的变频空调基本都是选用NEC公司的uPD78F9189及9177芯片。2、通信光耦：目前我司变频空调的通信电路所有的通信光耦是SHARP公司的PC851（发射端）及PC817（接收端）。图：美的变频空调室内通信电路室外电控由于包含压缩

7、机驱动电路及整流、滤波电路等，关键器件较多，罗列主要器件如下：1、主芯片：作为驱动压缩机的控制芯片，室外主芯片可选择性较多，即有DSP芯片，也有专用驱动芯片，也可用通用单片机。2、通信光耦：同室内关键器件。3、滤波器及滤波电感：为通过EMC测试，需要在电源通道上采取措施，增加滤波器、滤波电感、滤波电容等器件，以达到抑止干扰、滤除杂波的目的。1、整流桥：将交流电转变为直流电。2、PFC模块：提高功率因数，减小谐波电流，兼顾提高直流电压。3、PFC电感：为PFC模块的配套器件，为储能电感。4、开关电源芯片：目前我司主要使用的是PI公司的TOP系列及TNY系列，在设计