手把手教你學空調電路板（變頻版）主講：李想策劃：胡敬華

電話：微信號：lixiang變頻空調的工作原理1：變頻控制的發(fā)展歷史：1964年，德國的A·Schonung等提出脈寬調制變頻技術（PulseWidthModulation）。這種調速控制技術的核心部件是逆變器——將直流電變?yōu)轭l率可調的交流電的裝置。隨著電子技術、微電子技術、單片機控制技術的發(fā)展，逆變器的功率、功能日益強大，性價比越來越高。三洋公司從1974年開始生產變頻空調器，目前三洋公司在日本本土生產的空調器中，變頻空調器的產量約占80％。在一些發(fā)達國家里，變頻空調在家庭中的普及率已達60％。國外變頻空調品牌主要有日本三洋、松下、日立、大金、夏普等。國產變頻空調主要有海信、海爾、美的、格力等品牌。2：交流變頻空調的基本原理：在敘述變頻空調器的工作原理前，讓我們先熟悉一下異步電動機調速運行原理：異步電動機的定子繞組流過電流產生旋轉磁場，在轉子繞組內感應出電動勢，因而產生感應電流。此電流與定子旋轉磁場之間相互作用，便產生電磁力。一般說來，P極的異步電動機在三相交流電的一個周期內旋轉2／P轉，所以表示旋轉磁場轉速的同步速度N0與極數P、電源頻率f的關系可用下式表示：N0=120/P×f（r／min）

但異步電動機要產生轉矩，同步速度N0與轉子速度N1必須有差別，其速度差與同步速度的比值S稱為“轉差率”，所以轉子速度N1，可用下式表示：N1＝120／p×f（1一S）（r／min）

由上式可知，改變電動機的供電頻率f，就可以改變電動機的轉子轉速N1。2：交流變頻空調的基本原理：異步電動機在運行時，產生的感應電動勢E1為：E1=4.44kfN1Φ式中，k—電機繞組系數；

N1—每相定子繞組匝數

Φ—每極磁通

由于定子阻抗上的壓降很小，可以忽略，這樣，我們便可以得到：

U1≈E1=4.44kfN1Φ(U1為壓縮機定子電壓)即：Φ=（1/4.44kfN1）×（U1/f）由上式可知，磁通Φ與U1/f成正比。對于磁通Φ，我們通常是希望其保持在接近

和值，如果進一步增大磁通Φ，將使電機的鐵心飽和，從而導致電機中流過很大的勵磁電流，增加電機的銅損耗和鐵損耗，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。而磁通Φ的減小，則鐵心未得到充分的利用，使得輸出轉矩下降。這樣，由上式可知，要保持Φ恒定，即要保持U1/f恒定，改變頻率f的大小時，電機定子電壓U1必須隨之同時發(fā)生變化，即在變頻的同時也要變壓。這種調節(jié)轉速的方法我們稱為VVVF（Vairble

VoltageVaribeFrequency)，簡稱為V/F變頻控制?，F在變頻空調的控制方法基本上都是采用這種方法來實現變頻調速的下圖為變頻空調器的V-f曲線圖，V-f曲線圖由變頻壓縮機性能來決定。4：實現V/f變頻控制的方法：

主回路直流ACIPM功率輸出模塊壓縮機交流波形控制信號控制基板交流RTSUVWRSTRSTR-S為了使輸出的波形接近于正弦波，提出了正弦波脈寬調制（SPWM）。所謂SPWM調制，簡單地來說，就是在進行脈寬調制時，使脈沖序列的占空比按照正弦波的規(guī)律進行變化，即，當正弦波幅值為最大值時，脈沖的寬度也最大，當正弦波幅值為最小值時，脈沖的寬度也最小（如圖4所示）。這樣，輸出到電動機的脈沖序列就可以使得負載中的電流高次諧波成分大為減小，從而提高了電機的效率。SPWM波形的特點概括起來就是“等幅不等寬，兩頭窄中間寬”。3：交流變頻控制器的原理框圖它主要是由以下環(huán)節(jié)組成，即整流器、濾波器、功率逆變器。變頻器中的電腦控制系統，對各取樣點傳來的信號進行分析處理，并經內部波形產生新的控制信號，再經驅動放大去控制變頻開關，產生相應頻率的模擬三相交流電壓，供給壓縮機。整流濾波原理：整流器是將交流電源轉換為直流電的裝置，采用硅整流元件橋式連接，整流器結構可分為單相和三相電源輸入。一般變頻空調器電控率在2kW以下多采用單相電源輸入，當電控率在2kW以上時，多采用三相電源輸入。單相和三相整流電路的不同之處只是在電流中多增加了2個整流二極管。濾波電路的作用是使輸出直流電壓平滑且得到提高，常采用大容量電容器，電容量一般在1500～3000uF之間。因該電容器量大，放電時間長，所以在檢修變頻器時先需將電容放電。放電時用二根導線通過一個500Ω的大功率電阻并聯在電容二端，檢修時如不放電，將會造成人員傷亡事故。

交流220V經整流硅橋整流、電解電容濾波輸出的約300V的峰值電壓。此電壓正極經開關變壓器的繞組加到芯片內集成開關管的漏極D上；負極接開關管源極S。4：實現V/f變頻控制的方法：

主回路直流ACIPM功率輸出模塊壓縮機交流波形控制信號控制基板交流RTSUVWRSTRSTR-S功率逆變器原理。功率逆變器（又稱變頻模塊）是將直流電轉換為頻率與電壓可調的三相交流變頻裝置，變頻空調上通常采用6個IGBT構成上下橋式驅動電路。以功率晶體管為開關元件的交—直—交電路中，控制線路使每只功率晶體管導通180℃，且同一橋臂上兩只晶體管一只導通時，另一只必須關斷。相鄰兩相的元件導通相位差在120℃，在任意360℃內都有三只功率管導通以接通三相負載。當控制信號輸出時，A+、A-、B+、B-、C+、C-各功率管分別導通，從而輸出頻率變化的三相交流電使壓縮機運轉。在實際應用中，多采用IPM（IntelligentPow