变频空调器电路原理简述

　　变频空调器是在定频空调器的基础上发展起来的，其主机可自行进行无级变速控制，可以根据房间情况自动提供所需的制冷／制热量；当室内温度达到设定的温度值后，变频空调器便可准确保持温度的恒定速度运转。
　　
　　变频空调器内部主要由电源电路、控制电路、遥控接收电路、变频电路、通信电路等构成，如下图示为变频空调器的内部电路框图。

　　空调器通电后，室内机的显示接收电路接收由遥控器送入的遥控信号，并将遥控信号送入控制电路中。控制电路工作后，接收由温度传感器送入的温度信号，便发出控制指令信号，其中包括对室内机风扇的控制信号、压缩机运转频率的控制信号等。
　　
　　控制电路由通信电路将控制信号经连接插件送入室外机中，经室外机电源板送入室外控制电路的微处理器中。室外控制电路接收到的通信信号后，再对压缩机、风扇、四通阀等器件进行控制。
　　
　　室外机的控制电路接收由室内机传输的通信信号、温度传感器传输的温度信号等，微处理器根据所接收的信号，识别和处理后发出控制指令，即风扇电机的转速控制信号、变频模块的驱动控制信号、四通电磁阀的切换信号、电子膨胀阀制冷剂流量控制信号、各种安全保护监控信号、用于故障诊断的显示信号以及控制室内机除霜的串行信号等，控制室外机的各个部件工作。
　　
　　室外机微处理器的驱动控制信号送入变频电路中，变频电路同时接收由室外电源板送入的310V左右的电压，为变频模块提供直流电源。

　　1.变频工作原理
　　
　　变频器的变频工作是利用二次逆变得到交流电源，通过改变逆变电源的频率来控制压缩机的转速，从而达到制冷或制热的要求，如下图所示为变频空调器变频控制的示意图。

　　
　　变频空调器采用变频调速技术，其最根本的特点在于它的压缩机的转速不是恒定的，而是可以随运行环境的需要而改变，所以空调器的制冷量（或制热量）也会随之变化。为了实现对压缩机转速的调节，变频空调器机内部有一个变频控制电路，用来改变压缩机和风扇电机的供电频率，从而控制它们的转速，达到调节制冷量（或制热量）的目的。所以，装有变频器的空调器称为变频空调器，能改变输出供电频率的电路装置称为变频器。目前，变频空调器采用的变频方式有两种，即交流变频方式和直流变频方式。

　　（1）交流变频器的工作原理
　　
　　变频空调器的交流变频，是把220V交流市电转换为直流电源，为变频器提供工作电压，然后再将直流电“逆变”成交流电，并把它送到功率放大器中进行放大，再去驱动压缩机电机。功率放大器是由多个大功率晶体管组成的，常被称为功率模块。同时，功率模块受微处理器送来的指令控制，输出频率可变的交流电压，使压缩机的转速随电压频率的变化而相应改变，这样就实现了微处理器对压缩机转速的控制和调节，如下图所示。

　　（2）直流变频器的工作原理
　　
　　直流变频空调器同样是把交流市电转换为直流电，并送至功率模块，功率模块同样受微处理器指令的控制，功率模块输出的是频率和电压可变的交流电，以驱动压缩机运行，所不同的是直流变频方式采用的是直流无刷电机。
　　
　　直流电机的定子上绕有电磁线圈，采用永久磁铁作为转子。当施加在电机上的频率和电压增高时，转速加快；当频率降低时，转速下降。
　　
　　直流变空调器的控制电路主要有脉冲宽度调制方式（PWM）和脉冲幅度调制方式（PAM）两种。
　　
　　①脉冲宽度调制方式（PWM）
　　
　　脉冲宽度调制方式（PWM）实际上就是将能量的大小用脉冲的宽度来表示，此种驱动方式，是整流电路输出的直流电压基本不变，变频器功率模块的输出电压幅度恒定，控制脉冲的宽度受微处理器控制，其工作过程如下图所示。

　　②脉冲幅度调制方式（PAM）
　　
　　脉冲幅度调制方式（PAM）实际上就是能量的大小用脉冲的幅度来表示，整流输出电路中增加开关晶体管，通过对该晶体管的控制改变整流电路输出的直流电压幅度（140～390V）。这样变频器输出的脉冲电压不但宽度可变，而且幅度可变，其工作过程如下图所示。

　　2．制冷工作原理
　　
　　如下图所示为变频空调器的制冷工作原理。

　　1变频空调器通电后，电源为室内外机控制电路供电，微处理器复位处于等待状态。由室温检测将室内的温度检测信号送入室内控制电路中。
　　
　　2A当室内控制电路接收到制冷指令信号后（遥控信号），并根据接收到的室内温度自行调整制冷量的要求，向室内风扇电机、导风板电机和室外机控制电路传输控制信号。
　　
　　3A室外机控制电路中的微处理器接收到室内机传输的制冷指令信号后，向变频电路传输频率较高的驱动信号，送入变频驱动电路中。
　　
　　4A变频电路内部的功率模块对驱动信号进行功率放大，并驱动变频压缩机工作。
　　
　　5变频压缩机运转后制冷剂在压缩机中被压缩，将原本低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的过热蒸气后，由压缩机排气管口排出。压缩机排出的制冷剂经四通阀换向后，制冷剂流入室外机的冷凝器中。
　　
　　6高温高压的过热蒸气在冷凝器中进行冷却，通过风扇的冷却散热作用，过热的制冷剂由气态变为液态。
　　
　　7液态制冷剂再经干燥过滤器、毛细管节流降压，将低温低压的制冷剂液体由液体管（细管）送入室内机。
　　
　　8制冷剂液体在室内机的蒸发器中吸热汽化，周围空气的温度下降，冷风即被贯流风扇吹入室内。
　　
　　9汽化后的制冷剂气体再经气体管（粗管）送回室外机，经四通阀使气态制冷剂经存储器吸回到压缩机中，再次被压成高温高压的过热蒸气，维持制冷循环。
　　
　　当变频空调器工作一定时间后，室温接近设定温度时，室内机控制电路为室外机控制电路传输减小压缩机转速的运转指令信号2B。此时，室外机控制电路将降低输出的信号频率3B，从而使变频压缩机的转速降低4B。变频压缩机保持低速运转，使室内温度维持在设定值，只有缓慢的变化。

　　3.制热工作原理
　　
　　如下图所示为变频空调器的制热工作原理。从图中可以看出，变频空调器的制热工作原理和制冷刚好相反，制冷剂是由压缩机排出经四通阀送到室内机的蒸发器中。室内机的蒸发器起到“冷凝器”的作用，而室外机的冷凝器则起到“蒸发器”的作用，因此制热时室内机吹出的是热风，而室外机吹出的是冷风。

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