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变频空调器的原理及特点 交流变频空调的基本原理 交流变频空调中使用异步电机。 异步电机是由定子绕组产生旋转磁场，带动转子运行，转速高低由电机构造与电源频率决定。改变电动机的供电频率f，就可以改变电机的转速。 同时，为了提高电机效率，要求在改变频率f的同时，电机定子工作电压U必须随之变化，即在变频的同时也要变压。这种调节转速的方法简称为V/F变频控制。现在变频空调基本上都是采用这种方法来实现变频调速。 交流电动机不论三相异步电动机还是三相同步电动机，它们的转速N公式为： ????????N0=60F/P （同步电动机） N=N0(1-S)=60F/P(1-S) （异步电动机） ????????式中：F-频率；P-极对数；S-转差率（0～3%或0～6%）。 ????由转速公式可见，只要设法改变三相交流电动机的供电率F，就十分方便地改变了电动机的转速N。比改变极对数P和转差率S两个参数简单得多，特别是近二十多年来，静态电力变频调速器突飞猛进的发展，使得三相交流电动机变频调速成为当前电气调速的主流。 ????实际上仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性。例如：标准设计的三相异步电动机，380V，50Hz。如果电压不变，只改变频率，会产生什么问题？380V不变，频率下调(50Hz)，会使电机气隙磁通φ(约等于V/F)饱和；反之，380V不变，频率向上调(50Hz)，则使磁通减弱。所以，真正应用变频调速时，一般需要同时改变电压和频率，以保持磁通基本恒定。因此，变频调速器又称为VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置。 1.交流变频电路结构 为了实现V/F变频控制，变频空调在逆变器中广泛采用的PWM（脉宽调制）技术，来驱动电机。这种驱动电路结构如图1所示。 图中，整流器将交流变为直流，经平滑回路处理后，由逆变器将它变换为频率可调的交流电。 逆变器可由恒定的直流电源供电，而输出一系列脉冲波形，脉冲序列的占空比按照正弦波的规律进行变化。这样，输出到电机的脉冲序列（称为SPWM波形简单，见图2）可以形象地描述为“等幅不等宽，两头窄中间宽”。 2.交流变频控制 变频空调的控制电路主要由整流器、滤波器、功率逆变器组成，如图3所示。变频器中的电脑控制系统，对各取样点传来的信号进行分析处理，发出相应控制信号，再经驱动放大去控制变频开关，产生相应频率的模拟三相交流电压，供给压缩机。 （1）整流滤波 整流电路采用桥式硅整流元件，将交流电源变成直流电。 一般变频空调器电控率在2kW以下多采用单相电源输入，当电控率在2kW以上时，多采用三相电源输入。两者的不同之处只是在电路中多增加了2个整流二极管。 滤波电路的作用是使输出直流电压平滑且得到提高，常采用1500～3000μF的容量电容。由于电容器量大，放电时间长，在检修变频器时需先将电容放电，如不放电会造成人员伤亡事故。放电时用二根导线通过一个500Ω的大功率电阻连接电容二端。 （2）变频模块 变频模块（又称功率逆变器）是将直流电转换为频率与电压可调的三相交流电的重要元件，变频空调上通常采用6个大功率开关管构成上下桥式驱动电路。以功率晶体管为开关元件的交—直—交电路中，控制线路使每只功率晶体管在每个周期中导通180°，且同一桥臂上两只晶体管一只导通时，另一只必须关断。相邻两相的元件导通相位差120°，这样在任意一个周期内都有三只功率管导通，接通三相负载。当控制信号输入时，A＋、A－、B＋、B－、C＋、C－各功率管分别导通，从而输出频率变化的三相交流电使压缩机运转。在实际应用中，电路可采用IPM模块加上周围元件（如开关电源）组成。IPM是一种智能的功率模块，它将大功率管与其驱动电路和多种保护电路封装在同一模块内，从而简化了设计，提高了整个系统的可靠性。现在日本的三菱和三洋IPM系列变频空调常用IPM模块。 二、直流变频空调的基本原理 1.直流变频电路原理 直流变频空调的特点在于压缩机采用了无刷直流电机，其控制电路与交流变频基本一样。从概念上严格来说，把采用直流电机压缩机的空调称为“直流变频空调”是不确切的，因为直流电是没有频率的，也就谈不上变频，但人们还是约定俗成，将采用无刷直流压缩机的空调称为直流变频空调。 直流变频空调电路结构如图4所示。220V交流市电整流变成直流电，经平滑滤波后驱动变频模块。控制电路使变频模块每次导通2个三极管（A＋、A－不能同时导通，B＋、B－不能同时导通，C＋、C－不能同时导通），给电机中两相线圈通以直流电，使电机转动。同时模块受电脑芯片的控制，输出电压可变的直流电源（这里没有逆变过程），送至压缩机的直流电机，即可以改变电机转速。 2.直流变频空调的特点 （1）无刷直流电机? 无刷直流电机转子是由