家用变频空调器自动控制.pptVIP

* 5.1 家用变频空调器的自动控制 变频空调器是当今房间空调器发展的方向,它通过变频控制器调节压缩机的转速(频率),实现了制冷(热)量与房间热(冷)负荷的自动匹配,具有调温速度快、低温制热效率好、温度控制精度高、适用温度、电压范围宽等优点。特别是随着变频技术的发展，空调变频从交流变频转到直流无刷电机、永磁同步电机变频，因此变频空调器无论是从使用电力电子器件，还是控制策略都广泛地使用了当代的先进技术。无论是国产还是进口变频空调，其控制电路原理大体相同，一般由室内机和室外机控制电路构成，系统可以实现交流变频压缩机空调器控制及全直流变频空调器控制，采用模糊控制方法，实现空调器最佳工况运行。下面以美的KFR-50LW/FBPY为例说明其基本控制原理。 1、空调器控制电路原理 变频空调的室内机与室外机可以相互通信，并分别被两个单片机控制。其结构和作用如图所示。整个控制系统由智能功率模块IPM、电源板、室内板、开关板、室外主控板和变频压缩机等六大部分组成。 整个系统的被控对象是变频压缩机，与定速空调器相比，变频空调器采用的供电电源频率可调，因而具有高效节能、温度波动小、舒适度高、运行电压范围宽、传感器控制精确、超低温运行时适应性强、良好的独立除湿功能等优良性能，变频压缩机采用交流异步电动机、永磁同步电机(PMSM)或开关磁阻电机。 智能功率模块IPM采用六封装或七封装的GTO、IGBT等电力电子器件，并将过流、过热、欠压保护、GTO或IGBT的驱动等电路集成于一体。 电源板是将市电通过桥式整流、滤波、稳压以后得到直流电流供给IPM模块，逆变输出频率可变的三相交流电供给变频压缩机。 室内板和室外主控板是整个系统的灵魂和核心，分别采用了两块单片机，随着科学技术的发展，现在的控制器件则普遍采用了数字信号处理器(DSP)来处理各种输入的指令信号(如房间的设定温度)和反馈信号(如房间的实际温度)，使控制更加准确和可靠，因此，这种变频空调，有人称为“数字变频空调”。 室外主控板完成变频三相电源的控制算法，得到六路PWM波形驱动IPM中电力电子器件的通断，同时进行室外环境温度检测、冷凝器温度检测、排气温度检测、交流电压、交流电流检测完成相应的保护、处理、通信功能。 室内板进行室内风机、室温检测、蒸发器温度检测、室内外通信、摆风/空气清新控制，完成遥控接收、液晶显示蜂鸣器驱动，从而实现人机对话。 控制结构图以及各个环节的作用 (1) 通信电路——在检测通信故障时，用万用表交流电压档250V测试，在零线和信号线间如果有电压来回变化且室内机通信指示等持续闪烁，则表明通信正常，否则通信电路有故障。(2) 功率模块——在检测功率模块故障时，第一种方法是用万用表二极管档测量功率模块，“+”极与U、V、W极，或U、V、W极与“-”极间正向电阻应约为380~450Ω间，且反向不导通，否则功率模块有故障；第二种方法是用万用表交流电压档，测量功率模块驱动压缩机的电压，其任意两相间的电压应在0~160V之间并且相等，否则功率模块损坏。(3) 电抗器——在检测电抗器时，用万用表R X1档进行测量，其绕组电阻值约为1Ω。 2、控制系统检测方法 (4) 压缩机——在检测压缩机时，用钳子先拔下U、V、W的导线，测量三相间的电压，若三相间的电压相同，说明压缩机绕组良好，否则压缩机绕组有故障。(5) 电解电容——变频空调器中有大容量的电解电容，最大为2000~4500uF，即使切断电源仍然会残留有充电电荷，所以对电解电容器要先用烙铁、插头等物体充分释放残留电荷。电荷放尽以后，用指针式万用表RX10K档检测，指针应是指到0，然后慢慢退到∞，否则电解电容器损坏。(6) 传感器——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，大多数传感器可以从插座上拔下，从外表上即可以判断是否损害、断裂、脱胶。用手或温水加热，用万用表RX100档测其阻值，看它的阻值是否变化，无变化则可以判定传感器损坏。 变频空调器中的温度传感器起着非常重要的作用，室内机有空气温度传感器和蒸发器温度传感器；室外机有空气温度传感器，高压管路传感器和低压管路传感器。 室内机主要完成室内和管道温度采集、遥控接收、风机风速控制、风门控制、状态显示等功能以及驱动电路和相应的过流保护措施。 3、室内机控制器专用电机控制芯片——UPD780021 （1）驱动电路：室内主控板分12V和5V两组电源，12V由变压器12V绕组直接整流、滤波获得，供继电器、风扇电机驱动器、风摆步进电机、蜂鸣器使用；5V由变压器8V绕组整流、滤波再由7805稳压获得，供单片机工作使用。 （2）室内传感器电路：室内2个温度传感器用来测量室内温度和室内管道温度，采用阻值和温度成