【推荐下载】基于台达PLC嵌入型变频器的汽车空调应用.pdf

张小只智能机械工业网

基于台达PLC嵌入型变频器的汽车空调应

1.引言

 汽车市场的飞速发展，势必带动相关产业的发展。汽车空调作为汽车必备的舒

适功能，也遇到了前所未有的发展机遇。汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制

冷、加热、换气和空气净化的舒适性装备。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，

降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否完善的标

志。

 2.汽车空调工作原理

 2.1车载制冷系统

 汽车空调最基本和复杂的是车载制冷系统。现代车载制冷系统的压缩机动力由

电机驱动。制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组

成，如图1所示。车载制冷系统各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成

一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷剂以压缩和膨胀的的2种物态在这个密闭系统

内循环流动。

 2.2冷媒循环制冷过程

 制冷系统的制冷剂（冷媒）循环分为四个基本过程：

 （1）压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩

成高温高压的气体排除压缩机。

 （2）散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降

低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。

 （3）节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力

张小只机械知识库

张小只智能机械工业网

和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。

 （4）吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器

内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低

压的制冷剂蒸气又进入压缩机。冷媒膨胀压缩过程周而复始的进行下去，便可达

到降低蒸发器周围空气温度的目的。

 图1制冷系统原理图

 3.台达E系列变频器汽车空调系统解决方案

 汽车空调技术的不断发展，压缩机蒸发机的技术也在不断的进步，而且随着节

能环保的呼声越来越高，台达机电在此大环境下，凭借其在电机驱动领域的技术领先

优势，提供了其在汽车空调行业的变频驱动解决方案。嵌入简易型PLC的台达E系列

智能化变频器对于车载经凑型和经济型驱动控制要求，具有很好的适用性。

 3.1变频制冷系统

 图2系统控制图

 变频制冷系统控制如图2所示。系统采用台达E系列15KW变频器驱动压缩

机，7.5KW变频器驱动蒸发机。变频器蓄电池共线母线检测供电电压值，，由内部PLC

程序进行运算，决定此时压缩机和蒸发机应该工作在那种状态，来得出变频器的输出

频率值。同时外部PLC通过温度传感器检测回来的模拟量，及控制器设定的温度值，

来计算出变频器应该工作的频率，使变频器加速或减速，以调节车内的温度变化，达

到车内温度自动调节的目的。

 3.2电控系统设计

 由于汽车电气属于直流供电系统，所以变频器应该可以直接使用直流供电。台

达E系列变频器可以直流母线共线使用，所以也是可以直接由直流供电的，但考虑到

张小只机械知识库

张小只智能机械工业网

只是单纯的使用直流供电，所以还是建议客户将正负接在E系列变频器powerinput的

RT端子，这样既可以做到防呆作用，还能防止变频器母线电压回灌。

 另外，如果变频器的供电过高或过低都会造成故障报警，而汽车的电源系统电

压一般都比较低，所以为了使系统能够正常工作，在为汽车空调设计的专用变频器的

低电压报警准位就会比标准的变频器要低一些。汽车空调电控系统如图3所示。汽车

空调电控系统工程实物如图4所示。

 图3汽车空调电控系统原理

 图4汽车空调实际系统图

 3.3输出频率流程图

 空调系统工作时，首先要检测电压系统的电压，判断是否在正常工作范围之

内，正常启动后变频器内部PLC检测的DCBUS（直流母线）值，然后根据设定好的

V/F曲线计算所要