關(guān)于變頻空調(diào)變頻器技術(shù)的研究

摘要：本文主要是分析變頻技術(shù)，同時簡要介紹變頻空調(diào)的基本構(gòu)造和工作原理，提出相對應的意見和建議，更好的促進變頻技術(shù)和變頻空調(diào)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);變頻空調(diào);工作原理

引言：

科學技術(shù)日新月異的發(fā)展，對提高人們的生活質(zhì)量起了非常重要的作用，在人們的日常生活和工作中，空調(diào)隨處可見，變頻技術(shù)已經(jīng)廣泛的運用到人們的生活工作中，變頻空調(diào)為人們帶來很多的便利，不僅可以制冷制熱，最重要的是符合節(jié)能省電的時代主題。

1變頻器原理

1.1變頻器的基本概念

變頻器是20世紀80年代問世的一種高新技術(shù)，它通過對電流的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)電動機運轉(zhuǎn)頻率的自動調(diào)節(jié)，把50Hz的固定電網(wǎng)頻率改為30至130Hz的變化頻率，使空調(diào)完成了一個新革命。同時，還使電源電壓范圍達到142V至270V，徹底解決了由于電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定而造成空調(diào)器不能正常工作的難題。其實變頻空調(diào)中最主要的就是變頻器，變頻器的工作過程是在電路中將穩(wěn)定頻率電壓的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，然后將轉(zhuǎn)化的直流電再轉(zhuǎn)化為可變頻率和電壓的不同的交流電流，這就是變頻器的基本概念。

1.2變頻器的基本構(gòu)造及工作原理

變頻空調(diào)中都裝有變頻器，這個變頻控制器是如何工作的呢？國內(nèi)規(guī)定的電壓220V，頻率50Hz的電流經(jīng)整流濾波后得到310V左右的直流電，此直流電經(jīng)過逆變后，就可以得到用以控制壓縮機運轉(zhuǎn)的變頻電源，這就能將50赫茲的電網(wǎng)頻率轉(zhuǎn)變?yōu)?0-130赫茲，變頻空調(diào)就是一種使用變頻壓縮機和模糊控制技術(shù)的空調(diào)器，能根據(jù)室內(nèi)氣溫的變化，調(diào)節(jié)制冷速度。一個15平方米的房間，變頻空調(diào)比定頻式調(diào)溫速度快6-10分鐘。達到設(shè)定溫度后，變頻空調(diào)又能以僅為定頻空調(diào)10%的功率低速運轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)溫度細微損耗，維持恒溫狀態(tài)。

變頻式空調(diào)器一般帶有微機（電腦）控制。它檢測室內(nèi)外信號如溫度（室內(nèi)外溫、蒸發(fā)器溫、冷凝器溫、吸氣管口溫、膨脹閥出入口溫、變頻開頭散熱片溫等），風機轉(zhuǎn)速，電動機電流等。并由微機發(fā)出風機、壓縮機運轉(zhuǎn)速、制冷劑流量、闊的切換、安全保護等信號。此類機裝有電子膨脹間節(jié)流。它隨微處理器發(fā)出的信號，隨時改變制冷劑流量，故它的效率比普遍使用毛細管節(jié)流方式的高。同時在制冷方式中，無化霜煩惱（化霜不停機）。因此空調(diào)在制熱時不會像普通機在除霜倒泵逆轉(zhuǎn)時，吹出冷風使室溫下降。

變頻空調(diào)還能在142-270伏范圍的電網(wǎng)電壓正常使用，根據(jù)溫度控制指令，在壓縮機連續(xù)運行時會改變頻率，當產(chǎn)冷量要求大時則高速運轉(zhuǎn)，反之低速運轉(zhuǎn)。由于變頻機無頻繁的啟動大電流沖擊，且一直工作在低速上，又第一次只半小時就能達到設(shè)定值，故節(jié)電明顯。即制冷（熱）的功耗之比效率就高得多了。

“變頻”采用了比較先進的技術(shù)，啟動時電壓較小，可在低電壓和低溫度條件下啟動，這對于某些地區(qū)由于電壓不穩(wěn)定或冬天室內(nèi)溫度較低而空調(diào)難以啟動的情況，有一定的改善作用。由于實現(xiàn)了壓縮機的無級變速，它也可以適應更大面積的制冷制熱需求。

變頻空調(diào)每次開始使用時，通常是讓空調(diào)以最大功率、最大風量進行制熱或制冷，迅速接近所設(shè)定的溫度。由于變頻空調(diào)通過提高壓縮機工作頻率的方式，增大了在低溫時的制熱能力，最大制熱量可達到同級別空調(diào)器的1.5倍，低溫下仍能保持良好的制熱效果。此外，一般的分體機只有四檔風速可供調(diào)節(jié)，而變頻空調(diào)器的室內(nèi)風機自動運行時，轉(zhuǎn)速會隨壓縮機的工作頻率在12檔風速范圍內(nèi)變化，由于風機的轉(zhuǎn)速與空調(diào)器的能力配合較為合理，實現(xiàn)了低噪音的寧靜運行。當空調(diào)高功率運轉(zhuǎn)，迅速接近所設(shè)定的溫度后，壓縮機便在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)運轉(zhuǎn)，僅以所需的功率維持設(shè)定的溫度。這樣不但溫度穩(wěn)定，還避免了壓縮機頻繁地開開停停所造成的對壽命的衰減，而且耗電量大大下降，實現(xiàn)了高效節(jié)能。

2變頻空調(diào)

2.1變頻空調(diào)控制系統(tǒng)

變頻空調(diào)控制系統(tǒng)是由兩臺微型計算機控制，其中一臺裝在外室機上，這兩臺微型計算機通過信號線進行信息傳遞。遙控裝置發(fā)射紅外信號，無線電接收器根據(jù)接收到的紅外線信號輸出控制指令送入到室內(nèi)微處理器，室內(nèi)微處理器將信號譯碼，對室外機實行控制，同時把對應于壓縮機運轉(zhuǎn)頻率的指令信號送到室外機，室外機按照室內(nèi)機傳來的指令信號線頻率器輸出壓縮機運轉(zhuǎn)頻率信號，變頻器按照指定頻率輸出。

2.2變頻空調(diào)各組成部分及其原理

變頻空調(diào)的室內(nèi)機與室外機可以相互通信，并分別被兩個單片機控制。整個控制系統(tǒng)由智能功率模塊、電源板、室內(nèi)板、開關(guān)板、室外主控板和變頻壓縮機等幾大部分組成。整個系統(tǒng)的被控對象是變頻壓縮機，與定速空調(diào)器相比，變頻空調(diào)器采用的供電電源頻率可調(diào)，因而具有高效節(jié)能、溫度波動小、舒適度高、運行電壓范圍寬、傳感器控制精確、超低溫運行時適應性強、良好的獨立除濕功能等優(yōu)良性能，變頻壓縮機采用交流異步電動機、永磁同步電機或開關(guān)磁阻電機;智能功率模塊采用六封裝或七封裝的gto、igbt等電力電子器件，并將過流、過熱、欠壓保護、gto或igbt的驅(qū)動等電路集成于一體;電源板是將市電通過橋式整流、濾波、穩(wěn)壓以后得到直流電流供給ipm模塊，逆變輸出頻率可變的三相交流電供給變頻壓縮機;室內(nèi)板和室外主控板是整個系統(tǒng)的靈魂和核心，分別采用了兩塊單片機，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的控制器件則普遍采用了數(shù)字信號處理器來處理各種輸入的指令信號（如房間的設(shè)定溫度）和反饋信號（如房間的實際溫度），使控制更加準確和可靠，因此，這種變頻空調(diào)，有人稱為“數(shù)字變頻空調(diào)”。室外主控板完成變頻三相電源的控制算法，同時進行室外環(huán)境溫度檢測、冷凝器溫度檢測、排氣溫度檢測、交流電壓、交流電流檢測完成相應的保護、處理、通信功能;室內(nèi)板進行室內(nèi)風機、室溫檢測、蒸發(fā)器溫度檢測、室內(nèi)外通信、擺風/空氣清新控制，完成遙控接收、液晶顯示蜂鳴器驅(qū)動，從而實現(xiàn)人機對話。

3結(jié)語

隨著時代的不斷進步，變頻空調(diào)也在不斷地進行改進和創(chuàng)新發(fā)展。相對于以前的變頻空調(diào)，現(xiàn)在的變頻空調(diào)更加的節(jié)能省電，最重要的是環(huán)保舒適，同時更加的人性化，更加的貼合時代的發(fā)展主題，提高了人們的生活質(zhì)量。

參考文獻：

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[3]趙春云.《空調(diào)器原理、安裝及電腦控板維修使用技術(shù)》.

作者簡介：馬登良（1963-），男，山東淄博職業(yè)學院，副教授，主要從事教育教學及其研究工作。