第一章變頻空調(diào)器基礎(chǔ)知識(shí)

    本章介紹變頻空調(diào)器的基礎(chǔ)知識(shí)，主要內(nèi)容有變頻空調(diào)器與定頻空調(diào)器硬件區(qū)別、工作原理及分類、單元電路對(duì)比、控制功能、特殊電氣元器件和智能功率模塊（IPM）。

    第一節(jié) 變頻空調(diào)器與定頻空調(diào)器硬件區(qū)別
    本節(jié)選用海信空調(diào)器兩款機(jī)型，比較兩類空調(diào)器硬件之間的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，使讀者對(duì)變頻空調(diào)器有初步的了解。定頻空調(diào)器選用典型的機(jī)型KFR-25GW；變頻空調(diào)器選用KFR-26GW/11BP，是一款最普通的交流變頻空調(diào)器。

    一、室內(nèi)機(jī)
    1．實(shí)物
    實(shí)物如圖1-1所示，兩類空調(diào)器的進(jìn)風(fēng)格柵、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、導(dǎo)風(fēng)板、顯示板組件的設(shè)計(jì)形狀和作用基本相同，部分部件甚至可以通用。

    2．主要部件設(shè)計(jì)位置
    實(shí)物如圖1-2所示，兩類空調(diào)器的主要部件設(shè)計(jì)位置基本相同，包括蒸發(fā)器、電控盒、接水盤(pán)、步進(jìn)電機(jī)、導(dǎo)風(fēng)板、貫流風(fēng)扇及室內(nèi)風(fēng)機(jī)等。

    3．制冷系統(tǒng)
    實(shí)物如圖1-3所示，兩類空調(diào)器中設(shè)計(jì)相同，只有蒸發(fā)器。

    4．通風(fēng)系統(tǒng)
    實(shí)物如圖1-4所示，兩類空調(diào)器的通風(fēng)系統(tǒng)使用相同形式的貫流風(fēng)扇，均由帶有霍爾反饋功能的PG電機(jī)驅(qū)動(dòng)，貫流風(fēng)扇和PG電機(jī)在兩類空調(diào)器中可以相互通用。

    5．輔助系統(tǒng)
    接水盤(pán)和導(dǎo)風(fēng)板在兩類空調(diào)器中的設(shè)計(jì)位置與作用相同。
    6．電控系統(tǒng)
    兩類空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)主板在控制原理方面的最大區(qū)別在于：定頻空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)主板是整個(gè)電控系統(tǒng)的控制中心，對(duì)空調(diào)器整機(jī)進(jìn)行控制，室外機(jī)不再設(shè)置電路板；變頻空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)主板只是電控系統(tǒng)的一部分，工作時(shí)處趣輸入的信號(hào)獷處理后傳送至室外機(jī)主板，才能對(duì)空調(diào)器整機(jī)進(jìn)行控制，也就是說(shuō)室內(nèi)機(jī)主板和室外機(jī)主板一起才能構(gòu)成一套完整的電控系統(tǒng)。
   （1）室內(nèi)機(jī)主板
    由于兩類空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)主板單元電路相似，在硬件方面有許多相同的地方。其中不同之處在于：定頻空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)主板使用3個(gè)繼電器為室外機(jī)壓縮機(jī)、室外風(fēng)機(jī)、四通閥線圈供電；變頻空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)主板只使用1個(gè)繼電器為室外機(jī)供電，并增加通信電路與室外機(jī)主板傳遞信息，實(shí)物如圖1-5所示。

     （2）接線端子
    從兩類空調(diào)器接線端子上也能看出控制原理的區(qū)別，實(shí)物如圖1-6所示。定頻空調(diào)器的室內(nèi)外機(jī)接線端子上共有5根引線，分別是地線、公用零線、壓縮機(jī)供電引線、室外風(fēng)機(jī)供電引線和四通閥線圈供電引線；而變頻空調(diào)器只有4根引線，分別是相線、零線、地線和通信線。

    二、室外機(jī)
    1．實(shí)物
    實(shí)物如圖1-7所示，從外觀上看，兩類空調(diào)器進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、管道接口、接線端子等部件的位置與形狀基本相同，沒(méi)有明顯的區(qū)別。

    2．主要部件設(shè)計(jì)位置
    實(shí)物如圖1-8所示，室外機(jī)的主要部件有冷凝器、軸流風(fēng)扇、軸流電機(jī)、壓縮機(jī)、毛細(xì)管和四通閥等，電控盒的設(shè)計(jì)位置也基本相同。

    3．制冷系統(tǒng)
    在制冷系統(tǒng)方面，兩類空調(diào)器中的冷凝器、毛細(xì)管、四通閥、單向閥與輔助毛細(xì)管等部件設(shè)計(jì)的位置與工作原理基本相同，有些部件可以通用，實(shí)物如圖1-9所示。

    兩類空調(diào)器在制冷系統(tǒng)方面最大的區(qū)別在于壓縮機(jī)，其設(shè)計(jì)位置和作用相同，但工作原理（或稱為方式）不同：定頻空調(diào)器供電為輸入的市電交流220V，由室內(nèi)機(jī)主板提供，轉(zhuǎn)速、制冷量、耗電量均為額定值；而變頻空調(diào)器壓縮機(jī)的供電由模塊提供，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速、制冷量、耗電量均可連續(xù)變化。
    4．通風(fēng)系統(tǒng)
    實(shí)物如圖1-10所示，兩類空調(diào)器的室外機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)部件為軸流風(fēng)扇及軸流電機(jī)，工作原理和外觀基本相同，軸流電機(jī)均使用交流 220V供電；不同的地方是，定頻空調(diào)器由室內(nèi)機(jī)主板供電，變頻空調(diào)器由室外機(jī)主板供電。

    5．制冷／制熱狀態(tài)轉(zhuǎn)換
    兩類空調(diào)器的制冷／制熱狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件均為四通閥，實(shí)物如圖1-11所示，工作原理與設(shè)計(jì)位置相同，四通閥在兩類空調(diào)器中也可以通用，四通閥線圈供電均為交流220V；不同的地方是，定頻空調(diào)器中由室內(nèi)機(jī)主板供電，變頻空調(diào)器中由室外機(jī)主板供電。

    6．電控系統(tǒng)
    兩類空調(diào)器硬件方面最大的區(qū)別是室外機(jī)電控系統(tǒng)，區(qū)別如下。
   （1）室外機(jī)主板和模塊
    實(shí)物如圖1-12所示。定頻空調(diào)器室外機(jī)未設(shè)置電控系統(tǒng)，只有壓縮機(jī)啟動(dòng)電容和室外風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電容；而變頻空調(diào)器則設(shè)計(jì)有復(fù)雜的電控系統(tǒng)，主要部件是室外機(jī)主板和模塊等。

   （2）壓縮機(jī)啟動(dòng)方式
    實(shí)物如圖1-13所示。定頻空調(diào)器的壓縮機(jī)由電容直接啟動(dòng)運(yùn)行，工作電壓為交流220V、頻率50Hz、轉(zhuǎn)速約2 800r/min。變頻空調(diào)器壓縮機(jī)由模塊供電，工作電壓為交流30～220V、頻率15～120Hz、轉(zhuǎn)速1 500～9 000r/min。

  （3）電磁干擾保護(hù)
    實(shí)物如圖1-14所示。變頻空調(diào)器由于模塊等部件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，電路中的電流諧波成分增加，功率因數(shù)降低，因此在電路中增加了濾波電感等元件，定頻空調(diào)器則不需要設(shè)計(jì)此類元件。

   （4）溫度檢測(cè)
    實(shí)物如圖1-15所示。變頻空調(diào)器為了對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行最好的控制，設(shè)計(jì)了室外環(huán)溫傳感器、室外管溫傳感器、壓縮機(jī)排氣溫度傳感器；定頻空調(diào)器一般沒(méi)有設(shè)計(jì)此類器件（只有部分機(jī)型設(shè)置有室外管溫傳感器）。

    三、結(jié)論
    1．通風(fēng)系統(tǒng)
    室內(nèi)機(jī)均使用貫流式通風(fēng)系統(tǒng)，室外機(jī)均使用軸流式通風(fēng)系統(tǒng)，兩類空調(diào)器相同。
    2．制冷系統(tǒng)
    制冷系統(tǒng)均由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器四大部件組成，區(qū)別是壓縮機(jī)工作原理不同。
    3．主要部件設(shè)計(jì)位置
    主要部件設(shè)計(jì)位置兩類空調(diào)器基本相同。
    4．電控系統(tǒng)
    兩類空調(diào)器電控系統(tǒng)的工作原理不同，硬件方面室內(nèi)機(jī)有相同之處，最主要的區(qū)別是室外機(jī)電控系統(tǒng)。
    5．壓縮機(jī)
    這是定頻空調(diào)器與變頻空調(diào)器最根本的區(qū)別，變頻空調(diào)器的室外機(jī)電控系統(tǒng)就是為控制變頻壓縮機(jī)而設(shè)計(jì)的，也可以簡(jiǎn)單地理解為，將定頻空調(diào)器的壓縮機(jī)換成變頻壓縮機(jī)，并配備與之配套的電控系統(tǒng)（方法是增加室外機(jī)電控系統(tǒng)，更換室內(nèi)機(jī)主板部分元器件），那么這臺(tái)定頻空調(diào)器就可以稱為變頻空調(diào)器。

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