前沿拓展：

本節(jié)介紹變頻空調(diào)器的節(jié)電原理、工作原理和分類(lèi)，以及交流變頻空調(diào)器與直流變頻空調(diào)器的相同之處和不同之處。

由于直流變頻空調(diào)器與交流變頻空調(diào)器的工作原理、單元電路、硬件實(shí)物基本相似，且出現(xiàn)故障時(shí)維修方法也基本相同，因此重點(diǎn)介紹最普通但具有代表機(jī)型、社會(huì)保有量最大、大部分已進(jìn)入維修期的交流變頻空調(diào)器。

一、 變頻空調(diào)器節(jié)電原理

最普通的交流變頻空調(diào)器與典型的定頻空調(diào)器相比，只是壓縮機(jī)的運(yùn)行方式不同，定頻空調(diào)器壓縮機(jī)供電由市電直接提供，電壓為交流220V,頻率為50Hz,理論轉(zhuǎn)速為3000r/min, 運(yùn)行時(shí)由于阻力等原因，實(shí)際轉(zhuǎn)速約為2800r/min,因此制冷量也是固定不變的。

變頻空調(diào)器壓縮機(jī)的供電由模塊提供，模塊輸出的模擬三相交流電，頻率可以在15-120Hz變化，電壓可以在30-220V之間變化，因而壓縮機(jī)可以運(yùn)行在轉(zhuǎn)速1500~9000r/min的范圍內(nèi)。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，制冷量隨之加大，制冷效果加快，制冷模式下房間溫度迅速下降，相對(duì)應(yīng)的，此時(shí)空調(diào)器耗電量也隨之增大；當(dāng)房間內(nèi)的溫度下降到設(shè)定溫度附近時(shí)，電控系統(tǒng)控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低，制冷量下降，維持房間溫度，相對(duì)應(yīng)的，此時(shí)耗電量也隨之減少， 從而達(dá)到節(jié)電的目的。

二、 變頻空調(diào)器工作原理

上圖所示為變頻空調(diào)器工作原理框圖，下圖所示為實(shí)物示意圖。

室內(nèi)機(jī)主板CPU接收遙控器發(fā)送的設(shè)定模式與設(shè)定溫度信號(hào)，與環(huán)溫傳感器溫度相比較，如達(dá)到幵機(jī)條件，控制室內(nèi)機(jī)主板主控繼電器觸點(diǎn)吸合，向室外機(jī)供電；室內(nèi)機(jī)主板CPU同時(shí)根據(jù)蒸發(fā)器溫度信號(hào)，結(jié)合內(nèi)置的運(yùn)行程序計(jì)算出壓縮機(jī)目標(biāo)運(yùn)行頻率，通過(guò)通信電路傳送至室外機(jī)主板CPU,室外機(jī)主板CPU再根據(jù)室外環(huán)溫傳感器、室外管溫傳感器、壓縮機(jī)排氣溫度傳感器和市電電壓等信號(hào)，綜合室內(nèi)機(jī)主板CPU傳送的信息，得出壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行頻率，輸出控制信號(hào)至功率模塊(IPM )。

功率模塊是將直流300V電壓轉(zhuǎn)換為頻率與電壓均可調(diào)的三相電的變頻裝置，內(nèi)含6個(gè)大功率IGBT開(kāi)關(guān)管，構(gòu)成三相上下橋式驅(qū)動(dòng)電路。室外機(jī)主板CPU輸出的控制信號(hào)使每個(gè)IGBT導(dǎo)通180度，且同一橋臂的兩個(gè)IGBT一個(gè)導(dǎo)通時(shí)，另一個(gè)必須關(guān)斷，否則會(huì)造成直流300V直接短路，且相鄰兩相的IGBT導(dǎo)通相位差在120度，在任意360度內(nèi)都有3個(gè)IGBT幵關(guān)管導(dǎo)通，以接通三相負(fù)載。在IGBT導(dǎo)通與截止的過(guò)程中，輸出的三相模擬交流電中帶有可以變化的頻率，且在一個(gè)周期內(nèi)，如IGBT導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)而截止時(shí)間短，則輸出的三相交流電的電壓相對(duì)應(yīng)就會(huì)升高，從而達(dá)到頻率與電壓均可調(diào)的目的。

功率模塊輸出的三相模擬交流電加在壓縮機(jī)的三相異步電機(jī)上，壓縮機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)工作在制冷或制熱模式。如果室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度的差值較大，室內(nèi)機(jī)主板CPU處理后送至室外機(jī)主板CPU,室外機(jī)CPU綜合輸入信號(hào)處理后，輸出控制信號(hào)，使功率模塊內(nèi)部的IGBT導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)而截止時(shí)間短，從而輸出頻率與電壓均相對(duì)較高的三相模擬交流電加至壓縮機(jī)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速加快，單位制冷量也隨之加大，達(dá)到快速制冷的目的；反之，當(dāng)房間溫度與設(shè)定溫度的差值變小時(shí)，室外機(jī)主板CPU輸出的控制信號(hào)使得功率模塊輸出較低的頻率與電壓，壓縮 機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，制冷量減少。

三、変頻空調(diào)器分類(lèi)

變頻空調(diào)器根據(jù)壓縮機(jī)工作原理和室內(nèi)外風(fēng)機(jī)的供電狀況可分為3種類(lèi)型，即交流變頻空調(diào)器、直流變頻空調(diào)器和全直流變頻空調(diào)器。

1、交流變頻空調(diào)器

交流變頻空調(diào)器是最早的變頻空調(diào)器，也是市場(chǎng)上擁有量最大的類(lèi)型，現(xiàn)在 一般已經(jīng)進(jìn)入維修期。

變頻空調(diào)器中的室內(nèi)風(fēng)機(jī)和室外風(fēng)機(jī)與普通定頻空調(diào)器中的相同，均為交流異步電機(jī)，由市電交流220V直接啟動(dòng)運(yùn)行，只是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可以變化，供電為功率模塊提供的模擬三相交流電。

交流變頻空調(diào)器中的制冷劑通常使用與普通定頻空調(diào)器相同的R22, —般使用常見(jiàn)的毛細(xì)管作節(jié)流元件。

2、直流變頻空調(diào)器

直流變頻空調(diào)器是在交流變頻空調(diào)器基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，與之不同的是壓縮 機(jī)采用無(wú)刷直流電機(jī)，整機(jī)的控制原理與交流變頻空調(diào)器基本相同，只是在室外機(jī)電路板上增加了位置檢測(cè)電路。

直流變頻空調(diào)器中的室內(nèi)風(fēng)機(jī)和室外風(fēng)機(jī)與普通定頻空調(diào)器中的相同，均為交流異步電機(jī)，由市電交流220V直接啟動(dòng)運(yùn)行。

直流變頻空調(diào)器中的制冷劑早期機(jī)型使用R22,目前生產(chǎn)的機(jī)型多使用新型環(huán)保制冷劑R410A,節(jié)流元件同樣使用常見(jiàn)旦價(jià)格低廉但性能穩(wěn)定的毛細(xì)管。

3、全直流變頻空調(diào)器

全直流變頻空調(diào)器屬于目前的高檔空調(diào)器，在直流變頻空調(diào)器基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。全直流變頻空調(diào)器與直流變頻空調(diào)器相比最主要的區(qū)別是，室內(nèi)風(fēng)機(jī)和室外風(fēng)機(jī)的供電為直流300V電壓，而不是交流220V,同時(shí)使用直流變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)。

全直流變頻空調(diào)器中的制冷劑通常使用新型環(huán)保制冷劑R410A,節(jié)流元件也大多使用毛細(xì)管，只有少數(shù)品牌的機(jī)型使用電子膨脹閥，或電子膨脹閥與毛細(xì)管相結(jié)合的方式。

四、交流變頻與直流變頻空調(diào)器的相同和不同之處

1、相同之處

① 制冷系統(tǒng)：

定頻空調(diào)器、交流變頻空調(diào)器、直流變頻空調(diào)器的工作原理與實(shí)物基本相 同，區(qū)別是壓縮機(jī)工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。

② 電控系統(tǒng)：

交流變頻空調(diào)器與直流變頻空調(diào)器的控制原理、單元電路和硬件實(shí)物基本相同，區(qū)別是室外機(jī)主控CPU對(duì)模塊的控制原理不同（即脈沖寬度調(diào)制（PWM ）方式或脈沖幅度調(diào)制（PAM）方式），但控制程序內(nèi)置于室外機(jī)CPU或存儲(chǔ)器之中，實(shí)物中看不到。

2、不同之處

① 壓縮機(jī)：

交流變頻空調(diào)器使用三相異步電機(jī)，直流變頻空調(diào)器使用無(wú)刷直流電機(jī)，兩 者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。

② 模塊輸出電壓：

交流變頻空調(diào)器模塊輸出頻率與電壓均可調(diào)的模擬三相交流電，頻率與電壓越高，轉(zhuǎn)速就越快；直流變頻空調(diào)器的模塊輸出斷續(xù)、極性不斷改變的直流電，在任何時(shí)候只有兩相繞組有電流通過(guò)（余下繞組的感應(yīng)電壓用作位置檢測(cè)信號(hào)），電壓越高，轉(zhuǎn)速就越快。

③ 位置檢測(cè)電路：

直流變頻空調(diào)器設(shè)有位置檢測(cè)電路，交流變頻空調(diào)器則沒(méi)有。

拓展知識(shí)：