變頻空調(diào)器.ppt

1、變頻空調(diào)器特點,一. 變頻空調(diào)器的特點 變頻空調(diào)器可通過控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)環(huán)境狀況變化而改變能力，以適應(yīng)環(huán)境。而一般用定速壓縮機(jī)的空調(diào)器，是不具備這個特征的。與定速空調(diào)器比較，變頻空調(diào)器具有以下特點：,快速達(dá)到制冷、制熱設(shè)定的溫度 開始運轉(zhuǎn)時，房間溫度與設(shè)定溫度的溫差大，壓縮機(jī)高速運轉(zhuǎn)，以提供大的能力，故比定速空調(diào)器更快達(dá)到設(shè)定溫度。見圖一,變頻空調(diào)器特點,變頻空調(diào) 變頻空調(diào)適用工作電壓范圍大；啟動電流??；高功率運轉(zhuǎn)，迅速達(dá)到設(shè)定溫度，低功率維持，室溫平衡，因而制冷制熱迅速、省電、室溫波動小。 定速空調(diào) 定頻空調(diào)以固定功率運轉(zhuǎn)，通過頻繁開關(guān)機(jī)維持室內(nèi)溫度，因而制冷制熱速度緩慢，對家庭電網(wǎng)沖

2、擊大，室溫波動大。,變頻空調(diào)器特點,舒適性好 一般空調(diào)器，因為能力限制，調(diào)節(jié)室溫是通過壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)和停止來實現(xiàn)的。而變頻空調(diào)器可以通過調(diào)整壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)空調(diào)器能力，創(chuàng)造出室內(nèi)溫度變化不大的舒適環(huán)境。見圖二,節(jié)省能源,變頻空調(diào)器特點,變頻空調(diào)器在達(dá)到或接近設(shè)定溫度后，壓縮機(jī)保持低速運轉(zhuǎn)，空調(diào)器能力變小，相對于空調(diào)器的兩器較大，換熱充分，空調(diào)器的能效比變高，節(jié)省能源。 普通定速空調(diào)器在達(dá)到設(shè)定溫度后，壓縮機(jī)會停止，循環(huán)系統(tǒng)中的已經(jīng)壓縮的制冷劑壓力會釋放，冷熱能源被白白放掉。當(dāng)壓縮機(jī)再運轉(zhuǎn)時，又要開始新的壓縮過程，浪費大量能源。但海信變頻空調(diào)器可以調(diào)節(jié)能力大小，必要時可以降低轉(zhuǎn)速，減小能力，只

3、供應(yīng)必要的能源，這樣可以大大減少壓縮機(jī)停止、運轉(zhuǎn)的次數(shù)，節(jié)省能源。,變頻空調(diào)器特點,當(dāng)室外低溫時能供給大的制熱能力 一般空調(diào)器，當(dāng)室外氣溫低于零度時，制熱能力大幅下降，而變頻空調(diào)器可通過提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，補償因低氣溫而降低的制熱能力，即使低氣溫也能充分民揮其能力。見圖三,能適應(yīng)50HZ與60HZ地區(qū)使用，并可以更好實現(xiàn)一臺室外機(jī)帶多臺室內(nèi)機(jī)的運轉(zhuǎn)。見圖四,變頻空調(diào)器特點,(6)空調(diào)器運行后振動和噪音小。 變頻式空調(diào)器在壓縮機(jī)運行過程中，由于沒有頻繁的開停機(jī)現(xiàn)象，所以不會產(chǎn)生開關(guān)的動作聲，以及壓縮機(jī)啟停機(jī)時發(fā)出的氣流聲和振動聲。,變頻空調(diào)器特點,(7)啟動時對電網(wǎng)干擾小。 由于變頻空調(diào)器以低頻率

4、的方式啟動，隨后再逐漸提高運轉(zhuǎn)頻率，所以空調(diào)器在啟動時電流小。另外，壓縮機(jī)大部分時間是運轉(zhuǎn)在低頻率狀態(tài)，這樣壓縮機(jī)的機(jī)械磨損減小，使用壽命延長，可靠性提高。 目前變頻壓縮機(jī)多采用渦旋式或雙轉(zhuǎn)子式，壓縮機(jī)線圈為三相，頻率范圍在30130Hz之間變化，轉(zhuǎn)速在6007200轉(zhuǎn)/分之間變化。,(8)變頻空調(diào)器的主要缺點。 變頻空調(diào)器的主要缺點。變頻空調(diào)器低電壓運行時，達(dá)不到最大制冷與制熱量，壓縮機(jī)高頻運轉(zhuǎn)時噪音較大。變頻空調(diào)器的電器元件較多，檢修難度大，且價格較普通空調(diào)器高。,二、變頻與普通空調(diào)器在制冷系統(tǒng)與電控方面的區(qū)別 1.變頻與普通空調(diào)器在制冷系統(tǒng)中的區(qū)別 (1)普通空調(diào)器制冷量是通過改變室內(nèi)風(fēng)

5、機(jī)轉(zhuǎn)速或開停壓縮機(jī)調(diào)節(jié)的，而變頻空調(diào)器是通過改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的。 (2)變頻空調(diào)器制冷系統(tǒng)可分為兩種，一種采用毛細(xì)管節(jié)流，它與普通空調(diào)器的制冷系統(tǒng)完全相同，缺點是制冷、制熱量調(diào)節(jié)范圍小。另一種采用電子膨脹閥節(jié)流，該系統(tǒng)制冷量調(diào)節(jié)范圍比較寬，啟動性能好，利用電磁旁通閥或電子膨脹閥還可實現(xiàn)不停機(jī)除霜。 (3)變頻空調(diào)器與普通空調(diào)器的壓縮機(jī)不同，普通壓縮機(jī)供電頻率是固定的，且單相壓縮機(jī)都有運轉(zhuǎn)電容、PTC元件等，而變頻壓縮機(jī)都是三相結(jié)構(gòu)，所以無啟動電容，且機(jī)械結(jié)構(gòu)也不盡相同。,變頻與普通空調(diào)器在制冷系統(tǒng)與電控方面的區(qū)別,二、變頻與普通空調(diào)器在制冷系統(tǒng)與電控方面的區(qū)別 2變頻與普通空調(diào)器在電控方面的

6、區(qū)別 變頻空調(diào)器在室內(nèi)和室外各有一套微電腦主控電路板，同時還增加了變頻器等元件，下面分別介紹室內(nèi)外控制電路的特點。 1)室內(nèi)電路控制部分 變頻空調(diào)器室內(nèi)控制電路與普通微電腦分體空調(diào)器室內(nèi)控制電路差別不大，它由接收電路、溫控電路、電源電路、單片機(jī)外圍電路等組成。變頻空調(diào)器與普通微電腦空調(diào)器的主要區(qū)別是通訊電路和風(fēng)扇速度控制電路。 (1)室內(nèi)外通訊電路。變頻空調(diào)器室內(nèi)外信號通常采用串行通訊方式，其信息傳輸量較大，而不像一般空調(diào)器通訊電路采用直流和交流電壓傳輸控制信號。 (2)室內(nèi)風(fēng)速檢測電路。由于變頻空調(diào)器制冷量的大小和溫度設(shè)定有很大關(guān)系，室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)常采用直流電機(jī)或交流調(diào)速電機(jī)，風(fēng)扇電機(jī)也常采用

7、可控硅控制。由于變頻空調(diào)器制冷量與室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，快慢有很大關(guān)系，所以也有廠家采用開關(guān)電源。,變頻與普通空調(diào)器在制冷系統(tǒng)與電控方面的區(qū)別,2)室外電路控制部分 變頻空調(diào)器室外控制電路部分與普通空調(diào)器室外電路部分區(qū)別很大，下面介紹變頻空調(diào)器與普通空調(diào)器室外電路板的不同之處。 (1)室外增加了變頻器。變頻器由整流器、濾波器、變頻模塊所組成。變頻式空調(diào)器室外變頻器是將交流220V或380V電壓經(jīng)橋式整流后，供給變頻分相電路，然后輸出隨頻率變化的三相交流電壓，供給三相變頻壓縮機(jī)。 (2)室外增加了主控制板。變頻空調(diào)器在室外增加了主控制板，該電路板是通過將室內(nèi)外管溫信號經(jīng)過微電腦單片機(jī)分析判斷后，去控

8、制電子膨脹閥、電磁閥，變頻模塊輸入口，使輸入到變頻壓縮機(jī)的頻率電壓隨室內(nèi)溫度變化。 (3)室外增加了溫度檢測點。由于變頻空調(diào)器采用了電子膨脹閥控制系統(tǒng)的供液量，所以電子膨脹閥開啟度須根據(jù)壓縮機(jī)回氣管溫度和排氣管溫度進(jìn)行控制，為此增加了溫度檢測點，在檢修時要加以注意。 (4)室外增加了電器元件。由于變頻空調(diào)器采用了電子膨脹閥取代毛細(xì)管節(jié)流，所以元件有所增加；同時在除霜中增加了電磁旁通閥，所以除霜時制冷劑不經(jīng)過室內(nèi)機(jī)。,變頻與普通空調(diào)器在制冷系統(tǒng)與電控方面的區(qū)別,變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,三、變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,三、變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,三、變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成 室內(nèi)側(cè)由用于人

9、機(jī)接口的遙控器和可控制氣體流量等的室內(nèi)機(jī)組成： 遙控器微處理器，讀入設(shè)定的運轉(zhuǎn)模式和感溫包測定的室內(nèi)溫度，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行計算處理，得出運轉(zhuǎn)參數(shù)，向顯示板輸出信息的同時，通過送信用的發(fā)光管，向室內(nèi)機(jī)傳送運轉(zhuǎn)信號。 室內(nèi)機(jī)用微處理器根據(jù)遙控器傳來的數(shù)據(jù)，判定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，調(diào)整室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)向的同時，把室內(nèi)溫度和設(shè)定溫度的溫差（機(jī)器碼）、運轉(zhuǎn)模式等數(shù)據(jù)，通過連接線傳送給室外機(jī)。 室外機(jī)以室外微處理器為中心，由變頻部件、電流傳感器、感溫包、繼電輸出部件等構(gòu)成，室外微處理器根據(jù)室內(nèi)機(jī)傳來的信號，驅(qū)動各種調(diào)節(jié)器對運轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到最佳的（壓縮機(jī)頻率控制）能力控制。,變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,四、

10、變頻器的基本構(gòu)成 基本構(gòu)成 如圖所示，交流電通過整流模塊變成直流，再通過平滑電路模塊，使脈動電流變得平滑后，由變頻模塊變換出具有適當(dāng)電壓、頻率的交流電送往電動機(jī)。,變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,四、變頻器的基本構(gòu)成 主電路 給誘導(dǎo)電動機(jī)提供可變電壓，可變頻率電源的電路叫主電路。主電路由把商用電源從交流變?yōu)橹绷鞯目亓麟娐?，以及整流電路與變頻電路間消減直流脈動的平滑電路、變頻電路（直流交流）三部分構(gòu)成。普通變頻器由于電機(jī)產(chǎn)生相當(dāng)大的感應(yīng)電力，在必須制動的機(jī)器中使用時，有時帶有制動電路?？照{(diào)器變頻器，盡管可忽略電機(jī)的感應(yīng)電力，但為使切斷電源后電路中電荷盡快泄放，有時設(shè)有放電電阻。,變頻空調(diào)器的基本構(gòu)成,圖3

11、電路用于單相100V電源，稱為倍電壓整流電路。交流100V以連續(xù)半波形式，蓄入倍電壓電容，電壓足夠后可得到全波整流的二倍直流電壓，即約280V的電壓。因可獲得與圖4、圖5幾乎同等的電壓效果，使得其變頻電路可與圖4、圖5通用，這是該電路的優(yōu)點。整流電路的前面設(shè)有電抗器，可抑制電源投入時的電流，且達(dá)到改善功率因數(shù)的效果。,圖4電路，用于200V單相電源，亦采用四個兩極管整流，采用電容使電流穩(wěn)定，即通常的全波整流電路，為抑制突入電流，并列接入阻抗器，剛通電時，電流流過阻抗器，抑制電流突然增大，一定時間后，阻抗器使阻抗減少，保證電流慢慢增加，另外用小容量電容、阻抗、二極管構(gòu)成整流電路，以達(dá)到改善功率因

12、數(shù)的目的。,圖5電路用于三相200V電源，采用6個二極管的，稱為三相全波整流電路，該電路采用與電路同樣的突入電流抑制回路，為改善功率因數(shù)直流部分接入阻抗器。,(3)控制電路 功率逆變器(又稱變頻模塊)是將直流電轉(zhuǎn)換為頻率與電壓可調(diào)的三相交流變流裝置，電路如圖1-3所示，其由六個功率晶體管組成以開關(guān)元件的交一直一交電路電控制線路使每只功率晶體管導(dǎo)通180，且同一橋臂上兩只功率晶體管一只導(dǎo)通時，另一只必須關(guān)斷。相鄰兩相的元件導(dǎo)通相位差為120度，在任意60內(nèi)都有三只功率管導(dǎo)通以接通三相負(fù)載。VV6為移相功率三極管，VD1VD6為續(xù)流二極管。當(dāng)控制器輸出信號時，VlV6使功率逆變器中各功率管分別導(dǎo)通

13、，從而輸出頻率變化的三相交流電使壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)。,基本構(gòu)成 在圖七中控制系統(tǒng)由室內(nèi)側(cè)、聯(lián)絡(luò)通信及室外側(cè)三部分組成，各部的控制機(jī)能見于圖中。,五、變頻空調(diào)器的整體控制,五、變頻空調(diào)器的整體控制,六、變頻空調(diào)器電器元件的特點,1變頻空調(diào)器溫度傳感器的作用 (1)室內(nèi)環(huán)溫?zé)崦綦娮枳饔谩?實現(xiàn)制冷與制熱控制，根據(jù)室溫與設(shè)定溫度進(jìn)行比較后，通過單片機(jī)控制室外電子膨脹閥開啟度與壓縮機(jī)運行頻率。 (2)室內(nèi)管溫?zé)崦綦娮枳饔谩?通過測量室內(nèi)管溫過冷與過熱，控制室內(nèi)外風(fēng)機(jī)速度或開停，制熱時防冷風(fēng)與除霜，限定壓縮機(jī)運行頻率或開停。 (3)室外環(huán)溫?zé)崦綦娮枳饔谩?通過測量室外環(huán)境溫度的高低，控制室外風(fēng)機(jī)速度，降低或增高

14、壓縮機(jī)運行頻率。,六、變頻空調(diào)器電器元件的特點,1變頻空調(diào)器溫度傳感器的作用 (4)室外管溫?zé)崦綦娮枳饔谩?通過測量室外管溫的高低，控制電子膨脹閥開啟度以及壓縮機(jī)運行頻率。(管溫超過60以上關(guān)壓縮機(jī)。) (5)室外壓縮機(jī)排氣管溫?zé)崦綦娮枳饔? 當(dāng)壓縮機(jī)排氣管溫高于115時，限定降低壓縮機(jī)運行頻率高于120停壓縮機(jī)，1小時內(nèi)連續(xù)四次超過115壓縮機(jī)停。 (6)變頻壓縮機(jī)頂部溫度保護(hù)。 當(dāng)壓縮機(jī)頂部溫度超過125，過載保護(hù)器斷開給單片機(jī)提供保護(hù)信號，使壓縮機(jī)停止運行。 (變頻空調(diào)器溫度傳感器在不同廠家使用時，作用略有不同，但區(qū)別不大。),六、變頻空調(diào)器電器元件的特點,2.電子膨脹閥結(jié)構(gòu)與作用 普通

15、空調(diào)器采用毛細(xì)管調(diào)節(jié)制冷劑的流量，它的流量調(diào)節(jié)范圍較小，僅適用于小型制冷系統(tǒng)，對于變頻空調(diào)器來說，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍寬，要求制冷劑供液量的調(diào)節(jié)范圍就越寬，而且調(diào)節(jié)反應(yīng)速度要快。 電子膨脹閥分電磁式和電動式兩類。電磁式膨脹閥的開啟度取決于其電磁線圈上施加電壓高低，在電磁線圈通電前，閥體內(nèi)針閥處于全開位置，流量最大。隨著控制電壓的增加，針閥的開啟度逐漸減小，流量逐漸減小。 電動式膨脹閥分直動型和減速型，目前多采用直動型四相脈沖步進(jìn)電機(jī)(最高工作壓差為2.75 MPa、l2V、垂直放置、流動方向可逆，焊接時閥體溫度不能高于120)，當(dāng)脈沖電壓按一定順序作用到電機(jī)線圈上，電機(jī)正反轉(zhuǎn)，以帶動針閥上升或下

16、降，調(diào)節(jié)電子膨脹閥的流量。,六、變頻空調(diào)器電器元件的特點,3.變頻壓縮機(jī)原理與特點 變頻壓縮機(jī)按內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)不同，可分為雙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)與渦旋式壓縮機(jī)。按電器結(jié)構(gòu)不同，可分為交流變頻壓縮機(jī)與直流變頻壓縮機(jī)。 (1)交流變頻壓縮機(jī)。 交流變頻壓縮機(jī)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子同普通三相交流電動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，但輸入的為三相脈沖式電壓。 (2)直流變頻壓縮機(jī)(應(yīng)稱為直流調(diào)速壓縮機(jī))。 由于空調(diào)器制冷系統(tǒng)內(nèi)部不允許產(chǎn)生火花，所以直流變頻壓縮機(jī)電機(jī)采用了三相四極直流無刷電機(jī)，該電機(jī)定子結(jié)構(gòu)與普通三相感應(yīng)電機(jī)相同，但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)則截然不同，其轉(zhuǎn)子采用四極永久磁鐵。,六、變頻空調(diào)器電器元件的特點,4變頻模塊結(jié)構(gòu)與特點 I

17、PM(又稱功率逆變器)內(nèi)部由T1T6六個功率晶體管組成，它將輸入的直流電逆變?yōu)轭l率與電壓可調(diào)的交流電。 變頻模塊內(nèi)部六個功率晶體管導(dǎo)通，必須遵循一定規(guī)律，即在一個周期360度內(nèi)，由控制線路使每個晶體管導(dǎo)通180度，且同一橋臂上的兩個晶體管一個導(dǎo)通時，另一個必須關(guān)斷，相鄰兩相的元件導(dǎo)通相位差為120度，在任意60度內(nèi)都有三個晶體管導(dǎo)通以接通三相負(fù)載。當(dāng)空調(diào)器生產(chǎn)廠家不同時，變頻模塊內(nèi)部也略有不同，即增加了主控板直流穩(wěn)壓電路，模塊保護(hù)電路等。,六、變頻空調(diào)器電器元件的特點,5PWM(脈沖寬度調(diào)制) 在保證脈沖幅度不變的情況下，通過改變脈沖的寬度，使送到壓縮機(jī)線圈的平均電壓接近正弦量。 6PAM(脈

18、沖幅度調(diào)制) 在保證脈沖寬度不變的情況下，通過改變脈沖的幅度，而使送到壓縮機(jī)線圈的電壓接近正弦波。其最大特點是比PWM控制的直流變頻控制得到更高的電壓，使壓縮機(jī)達(dá)到更高轉(zhuǎn)速。(最高可達(dá)9000轉(zhuǎn)/分。)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速與線圈電壓成線性關(guān)系，如圖1-4所示。 7PWM和PAM控制方式 PWM控制方式 線圈直流電壓30260V之間； 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速7006000轉(zhuǎn)/分之間。 PAM控制方式: 線圈直流電壓30360V之間； 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速7009000轉(zhuǎn)/分之間。,七、交直流變頻空調(diào)器電路控制原理,1.支流變頻空調(diào)器控制原理 交流電機(jī)轉(zhuǎn)速公式:n=60f/p,七、交直流變頻空調(diào)器電路控制原理,1.交流變頻空調(diào)器

19、控制原理 目前交流變頻空調(diào)器一般按交一直一交對壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，即將交流220V電壓經(jīng)過整流，變?yōu)?80V送入變頻模塊，然后輸出電壓80280V，頻率為25到130Hz的三相交流電，送至變頻壓縮機(jī)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速6007200轉(zhuǎn)/分。交流變頻室外機(jī)主電路原理圖如圖1-5所示。電路中延時保險管F1，可用于防止變頻模塊或壓機(jī)過載或短路。同時，又可在輸入電壓高時，與壓敏電阻RV一起保護(hù)后續(xù)電路的元件不被過壓燒毀。 C1、C2、C3、C4、T1組成防電磁干擾濾波器，該濾波器有雙向作用，即能吸收電網(wǎng)對電控器的干擾，也能阻止電控器本身的諧波進(jìn)入電網(wǎng)。 PTC1、K1組成延時防瞬間大電流電路，防止上電初期對電

20、容過大的電流沖擊，以免插入電源插頭時，插頭與插座打火。如室外機(jī)通風(fēng)正常，延時35秒后K1吸合。當(dāng)室外機(jī)電控有故障，則K1不會吸合，PTC1因溫度過高會自動斷開主電路。 CT電流互感器，主要用于間接測量壓縮機(jī)運行電流，然后進(jìn)行過電流保護(hù)。T2電源變壓器，為單片機(jī)提供采樣電壓，進(jìn)行過欠壓控制或過零檢測。 VD1、C5組成整流濾波電路，VD1將交流電變換成直流電，然后通過主濾波電容C5濾波升壓。VD2、C6、L1組成功率因數(shù)校正電路。 IPM變頻模塊5個接插件，P直流電源正極，N直流電源負(fù)極，U、V、W接變頻壓縮機(jī)三相繞組。其中，變頻模塊內(nèi)部V1V6為功率晶體管。 接插件Pl、P2為四通換向閥、室外風(fēng)機(jī)等提供交流電源。接插件N1為變頻模塊提供輸入控制信號。COMP為三相交流變頻壓縮機(jī)。,七、交直流變頻空調(diào)器電