變頻空調(diào)技術(shù)分析(編輯修改稿)
2024-07-23 12:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的周期稱為占空比）成正比，所以在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)，不改變脈沖電壓幅度的大小，而是改變脈沖的占空比，可以實(shí)現(xiàn)變頻也變壓的效果。這種方法稱為PWM（Pule Width Modulation）調(diào)制，PWM調(diào)制可以直接在逆變器中完成電壓與頻率的同時(shí)變化，控制電路比較簡(jiǎn)單。由于PWM調(diào)制輸出的電壓波形和電流波形都是非正弦波，具有許多高次諧波成分，這樣就使得輸入到電機(jī)的能量不能得以充分選用，增加了損耗。為了使輸出的波形接近于正弦波，提出了正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）。所謂SPWM調(diào)制，簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)，就是在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，使脈沖序列的占空比按照正弦波的規(guī)律進(jìn)行變化，即，當(dāng)正弦波幅值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，當(dāng)正弦波幅值為最小值時(shí)，脈沖的寬度也最?。ㄈ缦聢D所示）。這樣，輸出到電動(dòng)機(jī)的脈沖序列就可以使得負(fù)載中的電流高次諧波成分大為減小，從而提高了電機(jī)的效率。SPWM波形的特點(diǎn)概括起來(lái)就是“等幅不等寬，兩頭窄中間寬”。（4）具體電路對(duì)于變頻空調(diào)的電路，其室內(nèi)機(jī)部分與常規(guī)空調(diào)相類(lèi)似，比常規(guī)空調(diào)多一通訊電路。其主要部分集中在室外部分，室外電控有主控板、電源電路、變頻驅(qū)動(dòng)模塊。而室外變頻電路的核心主要集中在以下兩個(gè)方面：1）變頻驅(qū)動(dòng)模塊這一部分指的是完成直流到交流的逆變過(guò)程，用于驅(qū)動(dòng)變頻壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的逆變橋及其周?chē)娐贰Ｗ冾l空調(diào)上通常采用6個(gè)IGBT構(gòu)成上下橋式驅(qū)動(dòng)電路。在實(shí)際應(yīng)用中，多采用IPM（Intelligent Power Module)模塊加上周?chē)碾娐罚ㄈ玳_(kāi)關(guān)電源電路）組成。IPM是一種智能的功率模塊，它將IGBT連同其驅(qū)動(dòng)電路和多種保護(hù)電路封裝在同一模塊內(nèi)，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)在變頻空調(diào)常用的IPM模塊有日本三菱的PM系列及日本新電元的TM系列（內(nèi)置開(kāi)關(guān)電源電路）。2）室外控制芯片隨著技術(shù)的進(jìn)步，變頻空調(diào)的控制將向智能化、集成化、可靠化的方向發(fā)展，而其控制的核心芯片也將越來(lái)越先進(jìn)。室外芯片主要的功能是完成各種運(yùn)算，產(chǎn)生SPWM波形，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)V/F曲線的控制并提供各種保護(hù)等。變頻空調(diào)采用的室外控制芯片有很多種，如NEC、摩托羅拉、三菱等。由于空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，模糊控制技術(shù)的不斷完善，這就出現(xiàn)了一種性能更優(yōu)異、功能更強(qiáng)大的控制芯片—DSP。DSP即Digital Signal Processor是數(shù)字信號(hào)處理器的簡(jiǎn)稱，與一般的單片機(jī)相比，DSP在運(yùn)算速度、信號(hào)的處理、電機(jī)的控制方面具有更大的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)的發(fā)展方向。美的空調(diào)與美國(guó)TI（德州儀器）公司進(jìn)行合作，其變頻空調(diào)均采用DSP控制技術(shù)，大大提高了整機(jī)的控制性能。整機(jī)電控框圖如下所示：直流變頻空調(diào)其關(guān)鍵在于采用了無(wú)刷直流電機(jī)作為壓縮機(jī)，其控制電路與交流變頻控制器基本一樣。（1）直流變頻空調(diào)的基本原理 直流變頻概念 我們把采用無(wú)刷直流電機(jī)作為壓縮機(jī)的空調(diào)器稱為“直流變頻空調(diào)”從概念上來(lái)說(shuō)是不確切的，因?yàn)槲覀兌贾乐绷麟娛菦](méi)有頻率的，也就談不上變頻，但人們已經(jīng)形成了習(xí)慣，對(duì)于采用無(wú)刷直流壓縮機(jī)的空調(diào)器就稱之為直流變頻空調(diào)。 無(wú)刷直流電機(jī) 無(wú)刷直流電機(jī)與普通的交流電機(jī)或有刷直流電機(jī)的最大區(qū)別在于其轉(zhuǎn)子是由稀土材料的永久磁鋼構(gòu)成，定子采用整距集中繞組，簡(jiǎn)單地說(shuō)來(lái)，就是把普通直流電機(jī)由永久磁鐵組成的定子變成轉(zhuǎn)子，把普通直流電機(jī)需要換向器和電刷提供電源的線圈繞組轉(zhuǎn)子變成定子。這樣，就可以省掉普通直流電機(jī)所必須的電刷，而且其調(diào)速性能與普通的直流電動(dòng)機(jī)相似，所以把這種電機(jī)稱為無(wú)刷直流電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)既克服了傳統(tǒng)的直流電機(jī)的一些缺陷，如電磁干擾、噪聲、火花可靠性差、壽命短，又具有交流電機(jī)所不具有的一些優(yōu)點(diǎn)，如運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好、無(wú)渦流損失。所以，直流變頻空調(diào)相對(duì)與交流
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