變頻技術(shù)在家用變頻空調(diào)中的應(yīng)用1.doc

變頻技術(shù)在家用變頻空調(diào)中的應(yīng)用【摘要】本文從變頻技術(shù)的特點出發(fā)，分析了國內(nèi)外變頻控制領(lǐng)域的最新實用技術(shù)及電磁兼容性技術(shù)。并闡述了影響變頻空調(diào)整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性因數(shù)，就如何提高變頻空調(diào)可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和總結(jié)。通過分析可看出變頻式空調(diào)器具有節(jié)能、高效、舒適的優(yōu)勢，而且控制簡單、能效比高，今后變頻式空調(diào)器尤其是在現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電控制技術(shù)結(jié)合方面有廣闊地發(fā)展前景?！娟P(guān)鍵字】變頻器，變頻調(diào)速，美的F180變頻空調(diào)概述隨著全球氣候日益變暖，人們對空調(diào)的需求越來越大，如何使空調(diào)系統(tǒng)在提高舒適性的同時又達(dá)到節(jié)能的目的已經(jīng)成為一個越來越重要的問題。變頻調(diào)速技術(shù)引用進(jìn)空調(diào)控制系統(tǒng)中就是解決這個問題的一種途徑，這樣不僅提高了空調(diào)房間的舒適程度、減少了噪聲，而且最重要一點就是能夠達(dá)到節(jié)能的目的。變頻節(jié)能技術(shù)是一種較為成熟的技術(shù)，人們也早已熟知。在許多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。但該技術(shù)應(yīng)用于家用空調(diào)是近幾年的事，由于其獨(dú)特的性能（如明顯的節(jié)能效果、智能控制和降噪性能）受到人們的歡迎，具有較廣闊的發(fā)展前景。空調(diào)模糊變頻控制的特點是壓縮機(jī)可以根據(jù)室內(nèi)冷熱量的不同，連續(xù)地、動態(tài)地、適時地按需要輸出。一般ON/OFF控制的空調(diào)器在實際使用中，由于空調(diào)器自身的結(jié)構(gòu)特點，影響了空調(diào)器溫度控制精度和舒適性的提高，更主要的是導(dǎo)致了電能的浪費(fèi)，壓縮機(jī)的重復(fù)啟動不僅嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的使用壽命，而且也進(jìn)一步浪費(fèi)了電能。另外，空調(diào)器的實際運(yùn)行工況千變?nèi)f化，大多數(shù)時間空調(diào)器工作在非最佳的狀態(tài)下變頻控制技術(shù)是解決上述問題的最佳方案。變頻控制技術(shù)具有特別優(yōu)越的作用，是發(fā)展舒適、節(jié)能、低噪音、高智能化空調(diào)器技術(shù)關(guān)鍵。變頻模糊控制空調(diào)器的基本概念是：將傳感器測定的實際環(huán)境狀態(tài)與人們所期望的設(shè)定狀態(tài)進(jìn)行比較，通過模糊邏輯控制技術(shù)使空調(diào)器控制系統(tǒng)具有自調(diào)整的智能特性，從而得出最佳的動態(tài)控制參數(shù)，并對空調(diào)器的變頻電源及各執(zhí)行單元實施控制，使空調(diào)器的工作狀態(tài)隨著人們要求的變化和環(huán)境狀態(tài)的變化而自動變化，迅速、準(zhǔn)確的達(dá)到人們的要求，并使空調(diào)器的工作狀態(tài)保持在最合理的狀態(tài)下。它的最大優(yōu)點是提高空調(diào)器整機(jī)的性能和使用的舒適性，其次是節(jié)約用電，比普通空調(diào)可節(jié)省電費(fèi)20%30%。其次啟動電流小，僅為普通空調(diào)的七分之一。可以解除因家庭電表小，啟動時易跳閘的因擾。同時克服了室溫不穩(wěn)、噪聲大的缺點，制冷制熱速度可提高12倍。令使用者更方便、更舒適、更經(jīng)濟(jì)。近些年來，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，家用空調(diào)變頻應(yīng)用技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，新產(chǎn)品及新應(yīng)用層出不窮。除了人們已經(jīng)熟悉的普通的變頻調(diào)速控制技術(shù)外，變頻技術(shù)中還分為交流和直流技術(shù)。同時許多不同用途的先進(jìn)配套控制技術(shù)也不斷問世，如：模糊數(shù)字控制技術(shù)、無刷直流風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)、不停機(jī)化霜技術(shù)、電子膨脹閥節(jié)流技術(shù)、各種美觀新型的顯示技術(shù)、多種傳感器測試技術(shù)、空調(diào)換新風(fēng)技術(shù)、加濕技術(shù)等。它們的工作原理及結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)空調(diào)技術(shù)相比都發(fā)生了很大的變化。這些技術(shù)的問世和應(yīng)用，大大提高了空調(diào)的綜合性能。同時，隨著人們生活水平的提高，越來越多的空調(diào)新技術(shù)在不斷地進(jìn)人尋常百姓的家庭。但是這些技術(shù)有的是較成熟的技術(shù)，有的需提高應(yīng)用水平，有的還待進(jìn)一步提高和完善，只有對這些技術(shù)作深入的了解和分析并進(jìn)行認(rèn)真的實驗研究，才能正確的選擇和使用，才能將先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)換為更為先進(jìn)的產(chǎn)品。本文就變頻技術(shù)和配套技術(shù)的應(yīng)用和實踐進(jìn)行了分析，并著重就實踐中如何提高系統(tǒng)應(yīng)用水平和整機(jī)穩(wěn)定性可靠性進(jìn)行了分析研究，同時就工作中的體會給出了總結(jié)。1.變頻技術(shù)的介紹（1）變頻器的歷史：變頻技術(shù)誕生背景是交流電機(jī)無級調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。 20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。 20世紀(jì)70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWMVVVF)調(diào)速的研究得到突破，20世紀(jì)80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)。 20世紀(jì)80年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國家的 VVVF變頻器技術(shù)實用化，商品投入市場，得到了廣泛應(yīng)用。 最早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢，高端產(chǎn)品迅速搶占市場。 步入21世紀(jì)后，國產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高市場（2）變頻器的工作原理主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類1:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。 整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。 平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形。 控制電路是給異步電動機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機(jī)的“速度檢測電路”，將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路”組成。 運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 速度檢測電路:以裝在異步電動機(jī)軸機(jī)上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 （5）保護(hù)電路:檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。（3）常用變頻器的分類低壓變頻器是指400V工控變頻器。電子技術(shù)中將交流變成直流稱順變，也稱整流。交流變直流的變頻器通常稱整流器。將直流變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電流就稱逆變。把工頻電源（50Hz）交流變成任意頻率、任意電壓的逆變裝置稱為變頻器。從其電路的結(jié)構(gòu)上分為交直交和交交變頻器。交直交變頻器按照交流電機(jī)電源電壓的控制方法的不同，分為電壓型和電流型兩種。 改變變頻器的輸出電壓或輸出電流有二種不同的方法，即PAM脈沖幅值調(diào)制控制和PWM脈沖寬度調(diào)制控。 PAM因為受晶閘管換流時間的限制不能工作在高頻下，PWM輸出脈沖的幅值恒定，通過控制逆變器輸出電壓的導(dǎo)通脈沖頻率和寬度來同時改變輸出頻率和電壓，運(yùn)用晶體管、可關(guān)斷晶閘管具有高速開關(guān)特性和自關(guān)斷特性，來做逆變器開關(guān)元件，采用PWM方式變得更容易實現(xiàn)，為此大多數(shù)逆變器都采用PWM控制方式。 中、高壓變頻器：所謂中高壓變頻器，指應(yīng)用在600V以上的至10KV運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)速設(shè)備上的變頻控制器。中壓有600V、1000V。3000V、6000V和10KV等屬于中高壓變頻器。因為其輸入輸出電壓等級較高，在結(jié)構(gòu)上必需有整套高壓投入切換設(shè)備，采用功率單元串聯(lián)疊加的高壓輸出方式，借助計算機(jī)控制，經(jīng)高壓母線、斷路器移相變壓器、功率單元、控制器等組成完整的高壓變頻控制系統(tǒng)。 交流變頻調(diào)速控制器是集電力電子、自動控制、微電子學(xué)、電機(jī)學(xué)等各種技術(shù)于一身的高新技術(shù)，變頻的調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代IT產(chǎn)業(yè)尖端技術(shù)，涉及到光纖通訊、計算機(jī)、數(shù)據(jù)并行處理等是多種高新技術(shù)的結(jié)合，與傳統(tǒng)行業(yè)耗能大、應(yīng)用最廣泛的電力拖動、風(fēng)機(jī)、水泵等多種行業(yè)應(yīng)用異步電動機(jī)的設(shè)備，進(jìn)行節(jié)能改造實現(xiàn)完美結(jié)合。（4）變頻器控制對象變頻器應(yīng)用，可分為兩大類：一種是用于傳動調(diào)速，另一種是各種靜止電源（靜止電源暫且不講）。變頻傳動調(diào)速，其應(yīng)用目的就是通過對電機(jī)調(diào)速來達(dá)到節(jié)約能源?？刂茖ο缶褪窃趧恿υO(shè)備上實現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)換的電動機(jī)。這是由感應(yīng)式異步電動機(jī)的性能和特征決定，其次是由于所帶的負(fù)載對電機(jī)調(diào)速的負(fù)荷適應(yīng)性所決定。由電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)公式我們知道，電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，主要取決于電機(jī)定子的旋轉(zhuǎn)磁場（n1=t*f/p）。對一個繞制好的電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速完全取決供電頻率，t為時間常數(shù)，P為電機(jī)的極對數(shù)，n1正比電源頻率f，從電機(jī)的結(jié)構(gòu)上我們看到定、轉(zhuǎn)子之間沒有任何電的連接，基于磁場感應(yīng)和機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速總是不同步，差一個轉(zhuǎn)差數(shù)（一般為n1的1%1.8%,）稱為轉(zhuǎn)差率S，由此可見電機(jī)的轉(zhuǎn)速也正比于電源的頻率。n2=t*f(1-s)/p從異步電動機(jī)變頻時機(jī)械特性曲線中，我們不難看出轉(zhuǎn)速的變化對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩影響較小，對于傳動機(jī)械功率要求完全可以滿足。變頻調(diào)速控制是在降低輸出頻率的同時輸出電壓也相應(yīng)降低，轉(zhuǎn)矩正比輸出電壓。轉(zhuǎn)矩也會有些減少。這種純電氣調(diào)速系統(tǒng)是人為地改變電動機(jī)的機(jī)械特性來獲得不同的轉(zhuǎn)速，直接與拖動機(jī)械相連接不需原機(jī)械設(shè)備做任何調(diào)整，這對于節(jié)能改造成本，保持原有機(jī)械性能都大有好處。變頻傳動調(diào)速的特點是：不用改動原有設(shè)備包括電機(jī)本身；可實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足傳動機(jī)械要求；變頻器軟啟、軟停功能，可以避免啟動電流沖擊對電網(wǎng)的不良影響，減少電源容量的同時還可以減少機(jī)械慣動量，減少機(jī)械損耗；不受電源頻率的影響，可以開環(huán)、閉環(huán)手動/自動控制；低速時，定轉(zhuǎn)矩輸出、低速過載能力較好；電機(jī)的功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)速增高功率增大而提高。使用效果較好。2.家用空調(diào)最新實用變頻技術(shù)分析（1）變頻技術(shù)的分析：目前用于家用空調(diào)中的變頻技術(shù)從類型上分為交流變頻和直流變頻技術(shù)。從技術(shù)角度分析這二種技術(shù)都是較為成熟的技術(shù)，但是從應(yīng)用角度分析存在不同的差異。交流變頻技術(shù):該技術(shù)用于家用變頻空調(diào)中是較為成熟的技術(shù)，由于變頻壓縮機(jī)實際上也是以電動機(jī)方式工作的，與工業(yè)電動機(jī)變頻無明顯差異，因此，空調(diào)變頻是工業(yè)變頻的延續(xù)。由于在定頻空調(diào)控制技術(shù)和相關(guān)配套技術(shù)方面較為成熟，與變頻技術(shù)相結(jié)合即可應(yīng)用于家用空調(diào)變頻。其變頻技術(shù)相應(yīng)的控制方法有：VVVF法、CVCF法、PWM法、SPWM法、PAM法。其中用于家用變頻技術(shù)大都用PWM法。其余的控制方法有各自不同的特點和用途，主要用于工業(yè)變頻和其它特定的變頻控制領(lǐng)域。從控制思想上，PWM法又可分成四類，即等脈寬PWM法，正弦波PWM法（SPWM），電流跟蹤型PWM法和磁鏈追蹤型PWM法（或稱空間矢量法）。目前使用最多的是正弦波PWM法（SPWM），其控制變頻壓縮機(jī)的效果較好，其相應(yīng)的硬件和軟件技術(shù)較成熟。但從電動機(jī)的角度出發(fā)的，應(yīng)著眼于如何使電動機(jī)獲得圓磁場。磁鏈追蹤型PWM法（或稱空間矢量法）是一種無反饋型工作模式，它是以三相對稱正弦波電壓供電時交流電動機(jī)的理想磁鏈圓為基準(zhǔn)，用變頻器不同的工作模式所產(chǎn)生的實際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫥鶞?zhǔn)磁鏈圓，由追蹤的結(jié)果決定出變頻器的開關(guān)模式，形成PWM波。當(dāng)然這樣形成的PWM波也必然是三相對稱的正弦波。空間矢量法是目前國際上比較先進(jìn)的變頻工作模式，由于其供給電動機(jī)的工作是理想磁鏈圓，因此，電動機(jī)工作比其它方式更平穩(wěn)，噪音更低，同時也提高了電動機(jī)的工作效率。這種工作模式國內(nèi)已有一些廠家推出，國外已普遍采用。與正弦波PWM法相比，具有一定的優(yōu)勢。電流跟蹤型PWM法是一種反饋型磁鏈圓工作模式，它將電動機(jī)定子電流的檢測信號與正弦波電流的給定信號用比較器進(jìn)行比較，如果實際電流大于給定值，則通過變頻器的開關(guān)動作使之減小，反之使之增大。這樣實際正弦波形圍繞給定正弦波作鋸齒狀變化，而且開關(guān)器件的開關(guān)頻率越高，電流波動就越小。使用這種方法，電動機(jī)電壓數(shù)學(xué)模型改成電流模型，可使控制簡單，動態(tài)響應(yīng)加快，還可防止變頻器過電流。是一種更理想的工作模式。理想工作時，其變頻壓縮機(jī)工作平穩(wěn)性和工作效率不低于直流變頻模式。目前，這種工作模式由于控制較復(fù)雜，難度較大，在國內(nèi)未見有其成熟技術(shù)推出。據(jù)報導(dǎo)，國外在一些領(lǐng)域已有較好的應(yīng)用。（2）變頻控制技術(shù)分析：從變頻空調(diào)的特點出發(fā)，其變頻控制的相關(guān)技術(shù)也較復(fù)雜，除定頻空調(diào)的一些控制技術(shù)可沿用外，為了使變頻空調(diào)工作在穩(wěn)定可靠的工作狀態(tài)，必須增加相應(yīng)的變頻控制和保護(hù)功能。變頻控制和保護(hù)由于變頻空調(diào)輸出能力的可調(diào)性，使空調(diào)控制和保護(hù)狀態(tài)大大增加。除定頻空調(diào)需有的防霜凍功能外，還具有壓機(jī)過熱保護(hù)、排氣溫度過熱保護(hù)、輸出能力最佳效率控制。其余的保護(hù)功能有系統(tǒng)過電流保護(hù)、壓機(jī)過電流保護(hù)、功率模塊過熱保護(hù)、過壓欠壓保護(hù)。這些功能是變頻空調(diào)技術(shù)所必須的。可靠的微電腦控制技術(shù)由于變頻空調(diào)的控制復(fù)雜性，為了確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定可靠性。在微電腦控制技術(shù)上除選用高性能的單片機(jī)芯片外，滿足系統(tǒng)功能和保護(hù)要求外，還要可靠的防干擾能力，確保系統(tǒng)按規(guī)定的動作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，還需有看門狗技術(shù)，確保系統(tǒng)在惡劣的電磁環(huán)境下的可靠工作，不死機(jī)，不失控運(yùn)轉(zhuǎn)。確保不燒毀功率模塊，不燒毀變頻壓縮機(jī)。（3）相關(guān)的空調(diào)新技術(shù)模糊控制技術(shù)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為適應(yīng)人們對生活環(huán)境日益提高的要求，許多新型的、具有舒適空氣調(diào)節(jié)效果的變頻空調(diào)器被相繼推向市場，這些空調(diào)器引用了許多現(xiàn)代的先進(jìn)控制技術(shù)。對于變頻空調(diào)器這種控制對象的數(shù)學(xué)模型難以確定的系統(tǒng)，最適合采用模糊控制技術(shù)。它能將控制專家和熟練操作者的經(jīng)驗，用語言變量的方式來描述，應(yīng)用模糊推理規(guī)則，通過單片計算機(jī)實現(xiàn)最佳的控制策略。在變頻空調(diào)技術(shù)中，由于其應(yīng)變量、自變量元數(shù)較多，若按簡單的互控關(guān)系輸出，既不能完全發(fā)揮變頻空調(diào)的優(yōu)點，又不能達(dá)到舒適控制的目的。在目前國內(nèi)變頻空調(diào)中或多或少都使用了一些模糊控制技術(shù)，效果也大不一樣，如何建立變頻空調(diào)的模糊控制模型和評價模糊控制技術(shù)的合理性是無法用一個定量的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)衡量。從自動控制角度來說，一個品質(zhì)優(yōu)良的空調(diào)器應(yīng)達(dá)到以下要求:（a）具有高的能效比: 即單位功耗制冷量高，這樣可節(jié)省能源。這里不僅與變頻電控器的控制方法和是否用模糊技術(shù)有關(guān)，而且與壓縮機(jī)性能和管路系統(tǒng)也有較大的關(guān)系。應(yīng)盡可能采用渦旋式壓縮機(jī)，配合變頻調(diào)速系統(tǒng)。（b）具有較高的調(diào)節(jié)速度: 能很快適應(yīng)周圍環(huán)境的變化，調(diào)整空調(diào)器的工作狀態(tài)，維持室內(nèi)溫度的相對穩(wěn)定。（c）室內(nèi)通風(fēng)的風(fēng)速、風(fēng)向帶有自然風(fēng)的舒適感覺。（d）噪聲小。因此，用使用效果來衡量就有一定的依據(jù)，只有在實踐工作中不斷積累，才能進(jìn)一步完善模糊控制系統(tǒng)的性能。無刷直流風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)無刷直流調(diào)速風(fēng)機(jī)在各個領(lǐng)域已得到普遍使用，在空調(diào)領(lǐng)域使用無刷直流調(diào)速風(fēng)機(jī)是伴隨著變頻空調(diào)技術(shù)的引入而逐漸普及起來。無刷直流調(diào)速風(fēng)機(jī)的突出優(yōu)點是工作噪音低，尤其在變頻空調(diào)室內(nèi)機(jī)使用最多。變頻空調(diào)快速除霜技術(shù)空調(diào)器在制熱運(yùn)行時，室外機(jī)的熱交換器工作在蒸發(fā)器狀態(tài)，它吸收周圍環(huán)境的熱量，將管道內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)、汽化。當(dāng)熱交換器的表面溫度低于被冷卻空氣的露點溫度時，如果周圍環(huán)境的空氣濕度較大，水蒸氣將在蒸發(fā)器表面結(jié)霜。在結(jié)霜的初始階段，冰晶體使傳熱表面增大，也使傳熱表面變得粗糙，使傳熱狀況得到改善，但是不斷增厚的霜層的導(dǎo)熱系數(shù)很小，熱交換效率降低，間接地使室內(nèi)裝置的制熱能力下降。因此，在適當(dāng)?shù)臅r候必須除霜。對于變頻空調(diào)器，由于其制冷容量可調(diào)，就可以實現(xiàn)不間斷供熱快速除霜。 在室內(nèi)外熱交換器間增設(shè)一個電子旁通閥。當(dāng)需要除霜時，變頻壓縮機(jī)以最高速度運(yùn)轉(zhuǎn)，電子旁通閥全部打開，四通閥仍處在制熱方向，這時壓縮機(jī)出口的高壓高溫工質(zhì)除了在室內(nèi)熱交換器冷凝外，仍有部分工質(zhì)無阻力地進(jìn)入室外熱交換器，使霜層融化?；Y(jié)束后，仍恢復(fù)原來的運(yùn)行狀態(tài)。電子膨脹閥節(jié)流技術(shù)毛細(xì)管節(jié)流技術(shù)的變頻空調(diào)器其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。缺點是當(dāng)制冷制熱工作狀態(tài)發(fā)生變化時，其應(yīng)變能力差。而電子膨脹閥節(jié)流技術(shù)的變頻空調(diào)可以根據(jù)設(shè)在膨脹閥進(jìn)口、壓縮機(jī)吸氣管等處的溫度傳感器收集的信息來控制閥門的開啟程度，隨時改變工質(zhì)的流量，主動配合變頻壓縮機(jī)能力的變化（含頻率的變化），使變頻壓縮機(jī)始終有最佳的能效比，其優(yōu)異性能可以得到充分的發(fā)揮。多種傳感器測試技術(shù)目前在變頻空調(diào)中，除通常的室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、室內(nèi)盤管溫度傳感器、室外盤管溫度傳感器外，還設(shè)有壓縮機(jī)溫度傳感器、排氣溫度傳感器、室外溫度傳感器。增設(shè)的溫度傳感器通過得到的溫度信息，可更合理低控制變頻空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。除增設(shè)溫度傳感器外，新型變頻空調(diào)中還有空氣污濁度傳感器和濕度傳感器?？諝馕蹪岫葌鞲衅饔糜谔綔y室內(nèi)空氣的二氧化碳的含量，與空調(diào)換新風(fēng)技術(shù)相結(jié)合，可保持室內(nèi)空氣的清新。濕度傳感器用于探測室內(nèi)空氣的濕度，與空調(diào)除濕技術(shù)和加濕技術(shù)相結(jié)合，可達(dá)到控制室內(nèi)濕度的目的?？照{(diào)換新風(fēng)技術(shù)加濕技術(shù)（4）電磁兼容性技術(shù)分析變頻空調(diào)產(chǎn)品所面臨的突出問題之一是電磁兼容性。變頻空調(diào)產(chǎn)品能否在各種電磁干擾環(huán)境下正常安全運(yùn)行，是衡量變頻空調(diào)產(chǎn)品成熟的標(biāo)志。在日常生活中存在各種干擾源。有來自產(chǎn)品外部的干擾信號，如高頻電磁波的輻射和傳導(dǎo)、靜電放電、各種尖峰脈沖及脈沖群、雷擊和電浪涌、電源跌落等；有產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生的干擾信號，如信號間的串?dāng)_、開關(guān)電流的沖擊、電源地線上的噪聲、數(shù)字電路與模擬電路之間的藕合、外部干擾作用于連接電纜、電網(wǎng)與控制信號之間的藕合等。對這些有危害的干擾，相應(yīng)制訂出了有關(guān)對產(chǎn)品的電磁抗干擾性能進(jìn)行測試和考核的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如自1996年1月1日起，凡是進(jìn)入歐洲市場的電器產(chǎn)品都要經(jīng)過電磁抗干擾的質(zhì)量認(rèn)證。這種質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)也已被其他國家和地區(qū)所采用。1999年我國也制定了家用電器電磁兼容性強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。所以加強(qiáng)對家電產(chǎn)品特別是電腦控制類電器產(chǎn)品的電磁抗干擾設(shè)計已是勢在必行。變頻空調(diào)由于變頻調(diào)速的需要，需有PWM脈沖序列控制，強(qiáng)大的脈沖電壓和脈沖電流產(chǎn)生了各種嚴(yán)重的干擾。與定頻空調(diào)相比，產(chǎn)品對外界的干擾要嚴(yán)重的多。在實踐中，應(yīng)嚴(yán)格控制變頻電腦控制器的電磁兼容性，將干擾水平控制在國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。3.變頻空調(diào)可靠性和穩(wěn)定性分析（1）電磁兼容性能否承受來自內(nèi)部和外部的各種干擾，是產(chǎn)品能否穩(wěn)定工作的前提。由于變頻電控器內(nèi)部干擾較大，自身穩(wěn)定工作與否，即可看出產(chǎn)品是否能夠穩(wěn)定工作，這是主要因數(shù)。外部各種干擾主要是電網(wǎng)干擾，電源濾波器性能如何是影響電磁兼容性的關(guān)鍵。耐壓性能和漏電流性能是影響產(chǎn)品能否長期穩(wěn)定工作主要因數(shù)。（2）變頻功率模塊變頻功率模塊是變頻空調(diào)的核心，它工作的可靠性幾乎決定了整機(jī)工作的可靠性，正確選用高質(zhì)量的功率模塊是把握可靠性的關(guān)鍵，當(dāng)然還與控制技術(shù)有關(guān)。（3）功率濾波電容功率濾波電容是壽命器件，正確選用高質(zhì)量的進(jìn)口電容是整機(jī)壽命的關(guān)鍵。（4）保護(hù)措施整機(jī)的保護(hù)措施好壞是在各種惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，一個好的變頻控制器就應(yīng)設(shè)計有較完善可靠的保護(hù)措施。4. 變頻控制技術(shù)的顯性和隱性效益及利弊分析顯性效益就是指節(jié)電效益。變頻控制傳動調(diào)速對于負(fù)載性質(zhì)和負(fù)載率的不同，節(jié)電率也是不同，低壓變頻控制設(shè)備，一般負(fù)載率在0.5左右時，節(jié)電率在2047%左右。比如定量泵注塑機(jī)、排污填水池電機(jī)、給氧風(fēng)機(jī)等等，空調(diào)水泵基本上平均節(jié)電率都在2560%左右。低壓設(shè)備變頻調(diào)速改造投資少、見效快，投資回報期基本上在一年左右。隱性效益主要體現(xiàn)：（1）實現(xiàn)了電機(jī)的軟啟軟停，消除電機(jī)啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，減少了啟動電流的線路損耗（2）消除了電機(jī)因啟停所產(chǎn)生的慣動量對設(shè)備的機(jī)械沖擊，大大降低了機(jī)械磨損，減少設(shè)備的維修，延長了設(shè)備的使用壽命（3）空調(diào)水泵的軟啟、軟停克服了原來停機(jī)時的水槌現(xiàn)象。除上述的有利一面，同時也存在一些問題。任何事物都不是絕對的，都要辨證去看去分析，低壓變頻器輸出波型為脈沖形式，會產(chǎn)生一些干擾，實際運(yùn)行中單臺干擾不嚴(yán)重，以30KW容量為例，干擾福射基本在10米之內(nèi)，在設(shè)計電路中加裝陷波電路或磁環(huán)或陷波線圈就可以將干擾減少到最少，一般使用時盡量遠(yuǎn)離電腦等怕干擾設(shè)備，對于多臺集中安裝時安裝位置要盡量拉開距離，還需專門加裝陷波電路屏蔽接地，將干擾減少到最低高壓變頻設(shè)備干擾性很小，控制技術(shù)較高，輸出電壓波形近似正弦波形，但設(shè)備體積較大，安裝調(diào)試都比較復(fù)雜。5.變頻技術(shù)在美的變頻空調(diào)的具體應(yīng)用在目前的變頻空調(diào)行業(yè)中，180正弦波直流變頻才是真正的、先進(jìn)的變頻技術(shù)，其應(yīng)用性、可靠性及效率均為最高，且能耗更低。美的作為中國版變頻控制器的參與起草單位，不僅自身將保證生產(chǎn)的變頻空調(diào)全部采用180正弦波直流變頻技術(shù)，還將大力推動180正弦波直流變頻技術(shù)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配置，使得每一位消費(fèi)者都能享受到國際最先進(jìn)的變頻空調(diào)產(chǎn)品。美的 KFR-26GW/BP3DY-F(3)空調(diào)是美的今年主打的一款中端變頻機(jī)型，除了采用全直流變頻技術(shù)，空調(diào)還可低頻10赫茲的運(yùn)轉(zhuǎn)，有效的進(jìn)行節(jié)能省電。這一系列變頻空調(diào)還擁有精確控溫、熱干燥清潔等多種用戶使用率高，同時也關(guān)注度較高的功能配置。（1）美的F180變頻空調(diào)系統(tǒng)原理 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)該部分由冷凍泵、室內(nèi)風(fēng)機(jī)及冷凍水管道等組成。從主機(jī)蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，最后回到主機(jī)蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風(fēng)機(jī)用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內(nèi)熱交換。 冷卻水循環(huán)部分該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)熱交換的同時，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能通過主機(jī)內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進(jìn)行熱交換，降低溫度后再送回主機(jī)冷凝器（回水）。 主機(jī)主機(jī)部分由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成，其工作循環(huán)過程如下：首先低壓氣態(tài)冷媒被壓縮機(jī)加壓進(jìn)入冷凝器并逐漸冷凝成高壓液體。在冷凝過程中冷媒會釋放出大量熱能，這部分熱能被冷凝器中的冷卻水吸收并送到室外的冷卻塔上，最終釋放到大氣中去。隨后冷凝器中的高壓液態(tài)冷媒在流經(jīng)蒸發(fā)器前的節(jié)流降壓裝置時，因為壓力的突變而氣化，形成氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器中不斷氣化，同時會吸收冷凍水中的熱量使其達(dá)到較低溫度。最后，蒸發(fā)器中氣化后的冷媒又變成了低壓氣體，重新進(jìn)入了壓縮機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)變頻控制器主要由直流變換電路、濾波電路、變頻電路、控制電路構(gòu)成。其基本組成如圖1所示。 圖1變頻控制器的基本組成（2）美的F180變頻空調(diào)器及其控制系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)主要完成紅外線遙控接收, 并根據(jù)設(shè)定進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的切換, 調(diào)節(jié)室內(nèi)風(fēng)速及壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài), 使其達(dá)到設(shè)定要求。收到信號后, 根據(jù)要求由模糊算法得到目前最佳的工作狀態(tài),并通過串行通信與室外機(jī)交換信息,實現(xiàn)對壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制,其基本電路框圖見圖2。 圖2 室內(nèi)機(jī)基本電路圖 室外機(jī)主要是根據(jù)室內(nèi)機(jī)的信息, 進(jìn)行壓縮機(jī)的變頻控制及風(fēng)速調(diào)節(jié),同時在制熱時還要完成除霜等功能。其基本電路框圖如圖3 所示。 變頻調(diào)速自控系統(tǒng)中采用交流調(diào)速系統(tǒng)23, 主要有逆變器、SPWM控制器及一些保護(hù)電路線組成。主電路采用交直交變頻方式。功率變換元件采用大功率晶體管,整流部件選用三相不可控整流模塊, 系統(tǒng)中還設(shè)計了過流、過壓、欠壓和過熱等保護(hù)功能。交流調(diào)速系統(tǒng)的波形處理可采用不等幅PWM方式,脈寬調(diào)制SPWM電壓型控制器可由單片微機(jī)系統(tǒng)和大規(guī)模集成電路來實現(xiàn)。 另外空調(diào)器控制系統(tǒng)中軟件可采用模塊化設(shè)計。其中主控模塊負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)狀態(tài)及運(yùn)行控制;另有故障診斷服務(wù)模塊、鍵盤管理和顯示模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、變頻調(diào)壓控制模塊等。 圖3 室外機(jī)基本電路圖 （3）美的F180變頻空調(diào)功能全直流變頻美的 KFR-26GW/BP3DY-F(3)空調(diào)采用全直流變頻技術(shù)，包括壓縮機(jī)電機(jī)、室內(nèi)外風(fēng)扇電機(jī)均采用直流無刷電機(jī)，從性能上對產(chǎn)品有了個整體的提升，這使空調(diào)在使用中更加的節(jié)能與高效。雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠美的 KFR-26GW/BP3DY-F(3)空調(diào)采用的是雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，確?？照{(diào)核心部件高效節(jié)能，更由于雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)具有動態(tài)平衡運(yùn)行的特性，令空調(diào)運(yùn)行時的穩(wěn)定性有很大提高。10Hz*1超低頻運(yùn)行技術(shù)美的 KFR-26GW/BP3DY-F(3)空調(diào)最低運(yùn)轉(zhuǎn)頻率僅10Hz，房間達(dá)到設(shè)定溫度后，空調(diào)僅需極低的電量就能維持恒溫狀態(tài)，對室內(nèi)進(jìn)行控溫制冷或是制熱，這樣就最大限度的達(dá)到了節(jié)能省電的目的熱干燥清潔功能美的 KFR-26GW/BP3DY-F(3)空調(diào)蒸發(fā)器采用高金鍍的親水鋁箔，具有抗油污及抗灰塵特性，在制冷或抽濕的模式下，快速流動的冷凝水將蒸發(fā)器上的油污、灰塵帶走；停機(jī)時，空調(diào)室內(nèi)機(jī)送風(fēng)7分鐘將水分吹干，再制熱1分鐘進(jìn)行干燥，最后送風(fēng)2分鐘，從而實現(xiàn)智能清潔、智能干燥。最低可達(dá)0.2*3精確控溫美的銀河F180全直流變頻掛機(jī)頻率調(diào)節(jié)更精確，溫度控制可達(dá)0.2，從溫度以及舒適度上都得到提高，滿足小孩是或是老人對溫度變化敏感的人群進(jìn)行使用。（4）美的F180變頻空調(diào)優(yōu)點節(jié)能：由于變頻空調(diào)通過內(nèi)裝變頻器，隨時調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)心臟壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而做到合理使用能源；噪音低：由于變頻空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，震動減小，噪音也隨之降低；溫控精度高：它可以通過改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制空調(diào)機(jī)的制冷（熱）量。其制冷（熱）量有一個變化幅度，如36GW變頻的制冷量變化為360400W，制熱量變化為3006800W，因此室內(nèi)溫度控制可精確到1，使人體感到很舒適；調(diào)溫速度快：當(dāng)室溫和凋定溫度相差較大時，變頻空調(diào)一開機(jī)，即以最大的功率工作，使室溫迅速上升或下降到調(diào)定溫度，制冷（熱）效果明顯；電壓要求低：變頻空調(diào)對電壓的適應(yīng)性較強(qiáng)，有的變頻空調(diào)甚至可在150 240V電壓下啟動；環(huán)境溫度要求低：變頻空調(diào)對環(huán)境溫度的適應(yīng)性準(zhǔn)強(qiáng)，在的甚至可在一15t的環(huán)境溫度下啟動；一拖二智能控溫：它可智能地辨別房間大小并分配冷（熱）量，使大小不同的房間保持同樣的溫度。 美的 KFR-26GW/BP3DY-F(3)系列名稱銀河F180空調(diào)類型掛式空調(diào)適用面積制冷12-19 制熱1