变频式空调基础知识

湛江老水牛

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变频式空调机基础知识
什么叫"频率"?
交流电源的正弦波的每秒种发生的周期数称为频率。电源每秒钏正弦波的周期数Ｈz（赫兹）为单位来表示。是中使用的电源为每秒钟50周期＝50Ｈz的电路装置。而变频式空调机则上装备了具有高技术水准的可独自变换频率的变频器的新型空调机。
变频式空调机是怎样的空调机？
频率变换器（变频器）就是可改变电源频率的装置。我们大家家中的电源频率都为50Hz。这个频率为50Hz的电源，通过变频器可将频率转换、控制在约25Hz到120Hz的广东围内。
与一般空调机的运转有什么区别？
可根据不同的状况的需要，以不同的功率（能力）进行运转。
一般空调机由于一直以50Hz的频率进行运转，故压缩机的转速是固定的。也就是冷媒的循环量（在一定时间内）是固定的。所以只能一直发挥相同的制冷、制暖能力。
变频式空调机因具有改变电源频率的能力，所以可以控制压缩机转速的快慢，从而改变冷媒的循环量。所以与功率固定的一般空调机相比，变频式空调机可以根据各种需要发挥出可高也可低的功率（能力）。
变频式空调机ＩＰ变频
（1.0马力）制暧时最小功率最大功率
约0.3马国--1马力--约1.6马力
制暖
频率25Hz120Hz
压缩机转速(转/分)1,5007,200
制暧能力(千瓦)0.784.80
制冷
频率25Hz83Hz
压缩机转速(转/分)1,5004,980
制暧能力(千瓦)0.882.90
一般空调机
ＩＰ变频
（1.0马力）制暧时
1马力
制暖
频率50Hz
压缩机转速(转/分3,000
制暧能力(千瓦)3.00
制冷
频率50Hz
压缩机转速(转/分3,000
制暧能力(千瓦)2.60
变频式空调机基础知识
通使压缩机的转速可快也可慢，从而控制空调机的制冷、制暖能力的大小。
压缩机是空调机的心脏。通过压缩机的运转，使被称为“空调机血液”的冷媒（氟利昂）进行循环。在一定时间内冷媒的循环量越大，空调机的输出功率就越高。也就是说，压缩机的转速决定了空调机的输出功率。
一般空调机由于电源频率50Hz是固定的，所以压缩机的转速是固定的，也就是冷媒的循环是恒量的。
变频式空调机则由于频率控制在约25～120Hz之间，从而压缩机的转速可以变化，所以冷媒的街环量是可变的。频率与功率成正比。
空调机的机构（原理）
空调机是利用冷媒在气化或液化时产生的热量来进行制冷、制暖的。
当液体变成气体时，需要吸收周围的热量（周围变冷）；反之，气体变成液体时则放出热量（周围变热）。利用这个原理，空调机可使室内的空气变冷或变热。在空调机内由液体变成气体，或者气体变成液体来进行热量传导的是称为“冷媒”（氟利昂）的物质。
·心脏部压缩机决定着空调机制冷、制暖能力大小
压缩机起着使进行热交换的冷媒循环的作用。压缩机转速的快慢左右着冷媒的流量；也就是说压缩机决定了空调机的制冷、制暖能力。

一、变频空调的控制原理及主要特点
    变频空调器与普通空调器或称定转速空调器的主要区别是前者增加了变频器。变频空调器的微电脑随时收集室内环境的有关信息与内部的设定值比较，经运算处理输出控制信号。交流变频空调器的工作原理是把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块(大功率晶体管开关组合)；同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源(合成波形近似正弦波)，使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量或制热量。直流变频空调器同样把工频交流电转换为直流电源，并送至功率模块，模块同样受微电脑送来的控制信号控制，所不同的是模块输出受控的直流电源(无逆变环节)送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，因此直流变频空调器更省电，噪声更小。
其主要特点为：
1、变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调，其转速是根据室内空调负荷而成比例变化的，当室内需要急速降温(或急速升温)，空调负荷加大时，压缩机转速就加快，制冷量(或制热量)就按比例增加，当达到设定温度时，随即处于低速运转维持室温基本不变。
2、变频空调器的节流是运用电子膨胀阀控制流量，它的室外微处理器可以根据设在膨胀阀进出口、压缩机中气管处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度，随时改变制冷剂的流量。压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应，使蒸发器的能力得到最大限度的发挥。同时，由于采用了电子膨胀阀作为节流元件，化霜时不停机，利用压缩机排气的热量先向室内供热，余下热量送到室外，将换热器翅片上的霜融化。
3 、变频空调将逐步取代传统的定转速空调，成为空调控制技术发展的主流。
变频技术已从交流式向直流式转化，控制技术由PWM(脉冲宽度调制)发展为PAM(脉冲振幅调制)。采用PWM控制方式的压缩机转速受到上限转速的限制，一般不超过7000转／分，而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这样大大提高了制冷和低温下的制冷能力。
二、变频空调使用与维修
1 、应根据房间的面积来确定所选变频空调器P数的大小，一般1P机使用在不大于14平方米房间。尽量避免在超面积的情况下使用，不要将温度设置过低，使用时最好设置在“自动”挡，此时既舒适又节电。
2 、在空调器出现故障时，可先将室内机控制器上的开关放在“试运行”挡上，此时微控制器控制向变频器输出50Hz的电源。如这时空调器能运转，而且保持频率稳定，一般可认为整个控制系统无大问题，可着重检查各传感器是否完好。假如这时空调器无法运行，则可能整个系统有故障。如果空调器出现频率无法升、降与保护性关机等故障，应首先考虑检查传感器。可用万用表电阻挡(R×100)测其电阻，然后试加热，看其阻值是否变化。有时传感器虽能随湿度变化，但其控制特性已变差也会引起变频器控制不正常。
3 、维修时要注意变频空调中的滤波电容，该电容容量最大的达4700μF，因此应在断电10分钟后，经限流充分放电后，才能保证人体不受电击伤害。
变频空调特点简述及其内部结构比较
一、变频空调特点概述
    随着社会的发展与科技的进步，越来越多的高科技应用到了家电产品中，变频空调就是一个非常明显的例子。变频空调通过变频控制器调节压缩机转速实现了制冷量(制热量)与房间热负荷(或冷负荷)的自动匹配，因而比常规空调更省电、更舒适。此外，变频空调还具有调温迅速、调温精度高、低温制热效果好、化霜性能好、适用温度范围广、适用电压范围宽等优点。随着变频空调主要零部件国产化率的不断提高、各大厂家技术手段的日趋完善、生产量的不断扩大和市场推广的逐步深入，变频空调正日益为人们熟悉和接受。
二、变频空调内部结构比较
    目前，市场上销售的变频空调品牌众多，进口的有松下、日立、三洋等，国产的有美的、格力、海尔、海信、上海夏普、上海日立等。各种各样的变频空调，质量与价格参差不齐，让人们摸不着头脑。其实，变频空调的内部结构不同，其生产成本与产品品质也有较大的差异。因此，很有必要对变频空调的内部结构作一比较和分析。
１、变频空调的内部结构比较
    压缩机、节流机构、室内风扇电机、室外风扇电机、是变频空调区别与常规空调的主要零部件，这些零部件的不同组合也就形成了市场上形形色色的变频空调。
    具体的讲，变频空调所采用的变频压缩机有交流与直流之分，而交流又有单转子与双转子之分，直流又有转子式与涡旋式之分。不同的变频压缩机的主要差别是：直流变频压缩机的电极效率与交流的更高；双转子变频压缩机的变频范围与单转子的更宽，振动与噪声也更低；涡旋式变频压缩机比转子式的振动与噪声还更低。变频空调所采用的节流机构有毛细管与电子膨胀阀之分。毛细管节流的缺点是?制冷剂流量与压缩机转速之间不能很好的匹配，高频下的能效比较低。室内外风扇电机也分别有交流与直流之分。直流电机的优点是噪声更低、效率更高。
２、三种不同档次的变频空调
    不同的变频压缩机、节流机构、室内风扇电机、室外风扇电机可以组合成内部结构不同的变频空调，这种组合可以多达十几种，而且几乎每一种组合都能在市场上找到相应的产品。在这众多的组合中，按产品档次基本可以归于以下三类：交流变频空调、普通直流变频空调、全直流数字变频空调。
３、各类变频空调结构与性能特点对比分析
    第一类属普及型变频空调，缺点是能效比较低，尤其是在高频下的能效比较低，而在低频下的振动又较大。尽管如此，它仍然能较好地体现变频空调的诸多优点，最重要的是这类变频空调的成本最低，因而倍受国内厂家关注，目前市场上销售的进口和国产交流变频空调大多属于这一类如海信的工薪变频；第二类是中档型变频空调，这类变频空调在高频下的能效比有所提高，低频下的振动也有明显的改善，变频范围更宽，但成本也有所增长，目前国内大多数厂家所推出的直流变频空调属这一类?如海尔“新超人”系列、格力“旋风”系列；第三类是最高档次的变频空调，具有更高的能效比和更低的噪声与振动水平，是目前日本市场变频空调的主流，代表了中国变频空调的发展方向，但其成本过高，目前国内厂家采用的极少，现已上市的美的公司生产的“数智星”全数字直流变频空调以及海信的“金蜗牛”数字变频系列。

变频空调器检修四例
例１：一台海尔ＫＦＲ－２５ＧＷ／ＢＰ×２变频空调器，工作１０多分钟便自行停机，运行灯灭，电源灯亮，无制冷现象。
检修：开机观察室内机、室外风机、压缩机均能够启动运转，但压缩机有“嗡嗡”声，１０分钟后摸压缩机外壳及贮液器非常烫手，因压缩机工作温度过高而停机保护。测低压为１Ｍｐａ（太高）。该机曾因功率模块损坏，而更换过功率模块之后，就出现了上述故障，因此特别注意检查功率模块的连线，发现压缩机白线、红线接颠倒了。正常应为压缩机的Ｃ、Ｓ、Ｒ，分别接功率模块的Ｗ、Ｖ、Ｕ（黑、白、红线）。把白线、红线重新倒换过来后，空调器恢复正常工作，低压降至０?６Ｍｐａ，制冷正常，压缩机温升也正常了。
本例是因把压缩机的Ｓ、Ｒ引线插反，使压缩机不能启动或反转，造成工作电流增大，压缩机温升过高而引起的保护性停机。
例２：一台海尔ＫＦＲ－５０ＬＷ／（ＢＰ）变频柜机王，上电后室内风机就高速转动，风速失控，但制冷正常。
检修：当空调器正常启动后，室内风速若设定在高速挡，则ＣＰＵ Ｕ１０１第１２脚输出高电平给Ｕ１０２第７脚，反相器Ｕ１０２第１０脚输出低电平，使微动继电器ＳＷ３０３吸合，室内风机得电工作在高速挡。其它两挡工作原理相同。
上电后，测Ｕ１０１第１０、１１、１２脚均为低电平，说明Ｕ１０１并没有输出室内风机驱动电平，测Ｕ１０２的第１０、１５脚均为１２Ｖ高电平，而１０脚却为低电平（１５Ｖ），使微动继电器ＳＷ３０３得电吸合，室内风机工作在高速挡。说明反相器Ｕ１０２（ＴＤＧ２００ＡＰ）损坏。更换后上电，室内风机不转，空调器启动后，风速挡已能受控，整机工作正常。?
例３：海信ＫＦＲＰ－３５ＧＷ型变频空调器故障检修
（１）故障现象：接通电源，指示灯１闪亮，指示灯２、３均不亮，室外机不工作。
分析与检修：变频空调器与一般空调器不同，它通过内装的变频器改变频率，控制直流变频双转子压缩机。工作时变频器系统的电子温度传感器测得的数据送至ＨＣ模块，经内部分析处理后发出指令，控制压缩机在１５Ｈｚ～１５０Ｈｚ转速范围内运行。若压缩机、模块及传感器任一部分出现故障，则室外机不工作。
经检查压缩机及ＨＣ模块电阻值均在正常范围，判断室内机温度传感器ＤＴＮ－７ＫＳ１０６Ｅ不良。拆下温度传感器，在常温?２５℃?下测得电阻值为无穷大（正常应为５８ｋ），说明已损坏。更换ＤＴＮ－７ＫＳ１０６Ｅ后，故障排除。
（２）故障现象：自诊显示运转指示灯常亮，但１、２指示灯不亮，室外机不工作。
分析与检修：该机自诊功能主要通过３个运转指示灯的亮、灭表现出来。根据故障现象，判断故障出在室内、外机间的信号线上。据用户介绍，该机刚安装使用便出现不工作故障，估计为安装不正确造成。重新检查室内、外机间各信号线，发现室内、外机间４号信号线与２号电源地线插错。致使信号中断，机子进入自动保护。重新连接好室内、外连线，机器恢复正常。
（３）故障现象：通电后，面板电源指示灯亮，但室内风机不转。
分析与检修：将室内机电源置于“ＯＦＦ”位置，５秒钟后，蜂鸣器响三声，面板指示灯均亮。从自检结果得知，故障出在室内风扇电机上。检查风扇电机各色线间的直流电阻值，发现红、蓝线间的电阻为无穷大?正常应为６?～１８Ω??，说明风扇电机已烧坏。拆下风扇电机，修复后装机，将电源开关置于“ＤＥＭＯ”位?清除诊断内容?，再将电源开关置于“ＯＮ“、“ＤＥＭＯ”的临界位，观察机子运行指示灯无反应，说明诊断内容已清除，试机，机器运转正常，故障排除。
（４）故障现象：通电开机，压缩机不转，室外机不工作。
分析与检修：开机自诊断，发现运转指示灯均闪亮，由此判断故障出在ＨＣ变频数据处理电路模块。取下该模块，用万用表测其各端的直流电阻，发现其“＋”端电阻为无穷大，说明已开路损坏。因购不到模块，经与厂家联系更换一块变频板，故障排除。
（５）故障现象：接通电源，指示灯不亮，室外机不工作。
分析与检修：由于电源指示灯不亮，初步判断故障出在电源电路。开机检查主机电源继电器能正常吸合，检查电源基板ＡＣ－１和ＡＣ－３插脚，发现ＡＣ－３插脚无电压，沿电路检查插座３Ｐ－１和滤波磁环，发现滤波磁环已损坏开路。更换滤波磁环后，故障排除。
例４、故障现象：一台海尔ＫＦＲｄ－７１ＬＷ／Ｆ大元帅柜机，开机一分钟后显示“Ｅ９”的故障代码，整机不工作。
分析：因未查到海尔空调器“Ｅ９”故障代码，按一般定速空调器分析整机不工作的主要原因：
１、电源问题。
●电源电压过高或过低。
●电源线容量过小。
２、保护电路动作。
●过流、过压保护。
●各温度传感器所起的保护作用。
●压力保护。
检修：用万用表测用户电源为２２５Ｖ，而且无异常波动现象，说明电源正常。开机后面板显示室内温度为２７℃，说明室内温度传感器正常、微处理器正常；测室内管温传感器为９?８ｋΩ，也正常，分析故障不在室内机。
打开室外机，拔下穿过电流互感器的引线，开机故障依旧，排除过流保护。测室外环境传感器、室外管温传感器均为３９ｋΩ?室外环境温度约３５℃正常，压力开关也正常。
根据电气原理图，仔细检查室外机发现室外机电路板供电由一只１２Ｖ的变压器提供，测１２Ｖ电压输出正常，但由ＩＣ６?７８０５?构成的５Ｖ稳压电路无电压输出，经查为ＩＣ６脱焊所致。室外机无５Ｖ电源，造成室内、室外机通信不上，故而保护。说明室内外机通信不良，应为“Ｅ９”代码的故障之一。