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2、流变频空调，如果风扇电机也采用直流变频电机，市面上有称呼为全直流变频空调。直流变频其实际表征的意义是直流调速，普通空调使用定速压缩机，不管房间环境怎么样，其状态要么是全负荷运转，要么是停机状态，很不省电。直流变频空调可以根据房间温度的高低，让压缩机运转在适当的转速下。在直流变频出现之前，有一个中间过渡产品，叫交流变频，它所用的压缩机电机为普通交流三相感应电动机。虽然也能调速，但电机效率不高。节能效果一般。市面还有一些炒作概念，叫数字直流变频空调。,河北格力客服中心,二. 变频空调特点,直流变频式空调器特点与优点,节能效果：变频式空调系统连续运转，空调能力与能效比（EER）的关系如下图：,河北格
3、力客服中心,直流变频式空调器特点与优点,传统压缩机以开-关方式控制驱动马达运转，在每次启动压缩机马达过程中因需要较大的启动电流而耗用较多的电能。变频式空调器是依室温,设定温度,室外温度等控制参数做连续的转速调制，系统运作中不会因压缩机经常启动而造成额外的电能损失。,河北格力客服中心,直流变频式空调器特点与优点,舒适效果 变频式空调器的舒适效果来自于以下几个方面：启动后到达设定温度速度快：由于变频空调系统具有改变容量的特性，在系统初开机时室温与设定温度相差很大之际，可利用较高的压缩机转速即较大的容量方式运转使室温能更快速地到达设定温度，缩短降温时间；室温变化小且平稳：传统式空调系统容量固定，仅仅
4、利用热敏控制系统对压缩机进行“开”和“关”的控制以达到控制温度于一定范围内的目的，变频空调系统的容量是跟踪温度调变，使室温可以在平顺的变化保持在设定温度上下较小的范围内。,河北格力客服中心,直流变频式空调器特点与优点,河北格力客服中心,直流变频式空调器特点与优点,河北格力客服中心,直流变频式空调器特点与优点,噪声脉动小：变频空调系统没有经常的开-关，启动压缩机的动作，不会造成类似一般窗机的启停压缩机时所产生的振动和噪声。制热效果增强：一般的空调系统容量若以冷量为设计点，则热量均明显不足，变频系统可以在高速下运转，增加制热效率。除湿没有冷感：变频式空调系统可以控制在最低的运转速度和最小的送气率，
5、可不改变室温但具除湿效果。,河北格力客服中心,直流变频式空调器特点与优点,降低电源电力品质的干扰：对电源频率和电压敏感度低 ：系统寿命长可靠性高 ： 适合更大的气候区：,14,直流变频控制原理,一、变频空调的控制系统,二、直流变频压缩机驱动的基本原理,三、变频控制系统的实现,附录、直流变频电机与压缩机介绍,河北格力客服中心,15,变频空调系统的控制组件变频空调控制系统框图风机驱动模块电子膨胀阀控制模块变频控制流程,一、变频空调的控制系统,河北格力客服中心,16,变频空调系统的控制组件,变频压缩机冷凝器节流机构（毛细管，电子膨胀阀）蒸发器,河北格力客服中心,17,变频空调系统的控制组件,河北格力
6、客服中心,压缩机与风机电机的类型,河北格力客服中心,压缩机驱动模块,1.控制目标： 使压缩机的转速达到由温度控制模块输出的转速给定值。2.控制过程中伴随的问题： 震动问题噪音问题过热问题,河北格力客服中心,风机驱动模块,一.风机类型 1.交流风机 抽头式风机 PG电机 2.直流风机 方波电机 正弦波电机,风机驱动模块,二.风机控制目标： 达到给定转速提高换热效率三.控制过程中伴随的问题： 震动问题噪音问题过热问题四.实现方式： 原理与压缩机驱动相同 驱动板位于风机壳体内 驱动板位于风机壳体外,河北格力客服中心,电子膨胀阀控制模块,控制冷媒流过阀体的截面积大小；执行机构为一步进电机；开环控制；,
7、河北格力客服中心,变频控制流程,河北格力客服中心,二、直流变频压缩机驱动的基本原理,内容,主要的直流变频技术方波（120度）控制原理正弦波（180度）控制原理方波控制与正弦波控制的对比,河北格力客服中心,直流变频技术主要有两种：一种是方波直流变频技术，也就是120变频技术，另一种是正弦波直流变频技术，也就是180变频技术。两种直流变频技术适用于不同的压缩机电机，一般来说，反电势为方波的压缩机电机就适合用方波直流变频技术来驱动，而反电势为正弦波的压缩机电机就适合用正弦波直流变频技术来驱动。总的来说，正弦波直流变频技术的控制精度更高，可以使压缩机电机的运转效率更高，因此采用正弦波技术的变频空调在同
8、样条件下可以得到更高的能效比。但是这种技术的运算量很大，对控制芯片的要求比较高。,河北格力客服中心,直流变频空调其关键在于采用了无刷直流电机作为压缩机，无刷直流电机与普通的交流电机的最大区别在于其转子是由稀土材料的永久磁钢构成，定子采用集中绕组，简单地说来，就是把普通直流电机由永久磁铁组成的定子变成转子，把普通直流电机需要换向器和电刷提供电源的线圈绕组转子变成定子。,河北格力客服中心,这样，就可以省掉普通直流电机所必须的电刷，而且其调速性能与普通的直流电动机相似，所以把这种电机称为无刷直流电机。无刷直流电机既克服了传统的直流电机的一些缺陷，如电磁干扰、噪声、电火花、可靠性差、寿命短，又具有交流
9、电机所不具有的一些优点，如运行效率高、调速性能好、无涡流损失。所以，直流变频空调相对与交流变频空调而言，具有更大的节能优势。,河北格力客服中心,直流无刷电机控制原理,直流电机,磁极固定，线圈旋转，线圈通过与之相连的电刷实现电流换向。优点：控制器简单。缺点：电刷机械换向易磨损老化； 电磁噪音高。,直流无刷电机 (BLDC),绕组（线圈）固定，磁极旋转，通过三相绕组的顺序换向产生旋转磁场,从而带动定子（磁极）旋转。优点：采用电子换向，不存在电刷老化问题，用于变速度控制。缺点：控制复杂,河北格力客服中心,直流变频控制根据压缩机电机电流波形的不同可分方波控制（120度矩形波）、广角控制和正弦波控制（1
10、80度正弦波），其中正弦波直流变频控制技术是2002年才刚刚投入市场的最新变频技术，与方波变频技术相比具有效率高、控制电机运行平稳、噪音低的优点。,河北格力客服中心,直流变频控制的分类,河北格力客服中心,方波控制原理,河北格力客服中心,方波变频控制的控制原理,检测电机不导通电流相的反电动势过零点，延迟30度导通该相，并以此为依据，对其他相进行换相控制。方波变频每次只有两相导通，每相导通120度，压缩机定子产生的磁势每60度变化一次，转矩波动大。,河北格力客服中心,正弦波控制原理,河北格力客服中心,正弦波变频控制的控制原理,正弦波变频的变频模块采用SVPWM调制方法，三相导通，每相导通180度，
11、压缩机定子产生的磁势是连续的正弦磁势，转矩波动小，但控制复杂。,不同控制方法的比较,河北格力客服中心,正弦波与方波控制的对比,河北格力客服中心,变频空调控制系统总体框图整流与功率因数校正电路通讯电路风扇电机控制电路,三、变频控制系统的实现,河北格力客服中心,变频空调控制总体框图,河北格力客服中心,河北格力客服中心,河北格力客服中心,室内电路与普通空调基本相同，仅增加与外机通讯电路，通过信号线“S”，按一定的通讯规则与室外机实现通讯。室外电路一般分为三部分：室外主控部分、室外电源电路部分、IPM变频模块组件。电源电路部分完成交流电的滤波、保护、整流、功率因数调整，为变频模块提供稳定的直流电源。主
12、控部分执行温度、电流、电压、压机过载保护、模块保护的检测；压机、风机的控制；与室内机进行通讯；计算六相驱动信号，控制变频模块。变频模块组件输入310V直流电压，并接受主控部分的控制信号驱动，为压缩机提供运转电源。,河北格力客服中心,前面提到了：由于整流二极管的单向导电性，使得电流导通角过小的问题。显然，二极管只有在电网电压峰值附近才会导通，其导通角小于90，一般仅为70左右。目前抑制输入电流产生畸变的主要方法就是采用PFC控制芯片的升压拓扑，使整流二极管的导通角趋于180，产生与电网电压同相位的正弦电流，此时的PF值接近为1。事实上，采用有源滤波式PFC升压变换器电路并非功率因数校正的唯一方法
13、。下面所介绍的带非正弦电流的部分开关式功率因数校正电路，就是一种不同于传统有源PFC的解决方案。,部分开关式功率因数校正电路的原理,河北格力客服中心,控制思想：对交流输入电压进行过零检测。当检测到零点后，控制芯片延迟一定的时间输出脉冲信号，触发对开关器件的导通操作，使得电源给电抗器充电。经过一段时间后，关断开关器件，电抗器续流，以此来增加电流的导通角，改善电源电流的波形，提高电源的功率因数。根据需要，还可以增加一些过流,过载的检测电路,河北格力客服中心,3、逆变电路,变频空调的重要特点是通过改变电源的频率来对压缩机进行调速，逆变电路的作用就是将滤波后的直流电转换成频率可变的三相交流电。IPM即
14、Intelligent Power Module(智能功率模块)的缩写，它是通过优化设计将IGBT连同其驱动电路和多种保护电路封装在同一模块内，使系统设计者从繁琐的IGBT驱动和保护电路设计中解脱出来，同时提高了系统的可靠性。 智能功率模块IPM = IGBT + 驱动/检测/保护电路,河北格力客服中心,mini DIP Ver.4,super mini DIP Ver.4,mini DIP Ver.3,Large-PKG DIP,PS21265/7-P/APPS21869-P/AP,PS21963/4/5-AT/STPS21997-AT/ST,PS21765/7,PS21564-P/SP等,
15、几种常见的IPM模块,河北格力客服中心,IPM在变频空调中的应用技术,一种观点：变频空调性能的好坏主要决定于软件与制冷系统的匹配(即系统与软件的好坏)，而变频空调的可靠性主要决定于控制器硬件的设计与生产。如何设计出一种高可靠性的控制PCB板图并合理控制其生产工艺，对变频空调的可靠性来说至关重要，这也是硬件工程师必须完成的工作，此问题在采用单电源逆变模块时显得更加重要。,电路检测：断电情况下测试U、V、W三相与P、N之间有无短路现象；带电情况下测试U、V、W三相电压是否有某相无输出或三相不平衡的现象。,河北格力客服中心,4、通讯电路,通讯电路负责室内外之间的数据传输，电路的工作方式为半双工的串行
16、通讯方式。通讯以室内机为主机，正常情况下室内机发送完信号后等待接收，一定时间内没有收到正确信号则再次发送当前信息，若连续三分钟内没有收到任何正确的信号则出错报警。室外机为从机，当室外机未收到正确信号时，就一直等待，不发送信号。硬件电路为交流电经过二极管半波整流，经电阻限流后，稳压二极管将输出电压稳定在24V，经电容滤波后，为通讯环路提供稳定的24V电压，整个通讯环路的电流约为3mA左右。 电路检测：首先检测通讯的24V直流电压是否存在，其次检测室内外的光耦是否工作正常。,河北格力客服中心,5、直流风扇电机,直流风机工作原理与直流压缩机基本相同，只是PWM电压波形形成电路做在了电机内；Vc为高压直流供电部分提供的直流电源，供风机绕组工作使用，300V左右，由于用户电源电压有高有低，因而Vc实际在200V-375V之间；+15V电压为风机内电路板的工作电源电压；Vsp为风机转速控制信号，室外主控芯片发出的外风机风速控制信号为+5V的脉冲数字信号，经过数字模拟转换电路，转换成最大电压+15V的模拟信号，即Vsp，控制电机内电路板以产生PWM电压波形；风速反馈信号为4脉冲或12脉冲/转，脉冲幅值+15V，因主控板芯片工作电压为+5V，因此需在电源板上将其转换成+5V的信号后，才能供给外主控芯片以检测外风机转数。,
