中央空调变频电路的基本结构知识

目前，在中央空调系统中，不论是商用中央空调还是家用中央空调系统，为达到节能环保目的，基本上都釆用了变频技术，具体体现在中央空调系统中的压缩机的驱动电动机或风机的电动机的驱动电路上，且在中央空调的室外机中，压缩机采用变频式压缩机，下面首先介绍变频电路的基础知识。

一、压缩机的电动机转速控制方式

压缩机是空调器中的动力核心，压缩机的动作是由电动机驱动的，空调器的压缩机实际上是将压缩机与驱动电动机制成一体化的结构。空调器的制冷（或制热）速度与压缩机的转速有关。压缩机转速的控制方式实际上是对它的驱动电动机的控制，其控制方式有如下 几种：

1.断续控制方式

断续控制方式是一种恒速（恒频）的方式，即传统的空调控制方式，当需要制冷（或制热）时，起动压缩机；当到达设定温度时则停止压缩机。不改变压缩机供电的电压和频率。

上图所示是直接用交流220V, 50Hz的电源供电，经继电器变成断续供电的方式。传统的压缩机转速控制方式是交流电源断续（ON/OFF）控制方式，釆用这种控制方式的空调器被称为定频/定速空调器。压缩机电动机多采用单相异步电动机，控制电路比较简单。220V交流电经继电器为压缩机供电，在需要制冷时继电器接通220V交流电并将其加到压缩机电动机绕组上，电动机以全速旋转进行制冷。当达到设定温度时，控制电路使继电器切断220V供电电源，压缩机停机，室内温度上升后再次起动继电器使压缩机起动。这种方式电 源供电的电压不变（220V）、频率不变（50Hz）,电动机的旋转速度也不变。继电器只控制电源的通断。压缩机的频繁起动会增加耗电，使效率降低，也容易造成零部件的损坏。

2.变频控制方式

为了提高效率、减低故障率，可采用另外一种控制方式，控制压缩机电动机的转速。这种空调器又称变频空调器。所谓变频空调器是通过改变压缩机电动机的供电频率达到速度控制的目的。这种方式从供电方式上来分有两种，即交流变频方式和直流变频方式。从控制速度方式上来分，变频空调器有以下控制方式：

① PWM （Pulse Width Modulation）方式，即脉冲宽度调制方式，简称脉宽调制，控制能量的大小用脉冲的宽度来表示。

② PAM （Pulse Amplitude Modulation）方式，即脉冲幅度调制的方式，控制能量的大小用脉冲的幅度来表示。

③ PWM PAM的控制方式，即将上述两种方式结合起来对压缩机的电动机进行控制， 既改变驱动脉冲的宽度，又改变脉冲的幅度。

二、电动机转速控制原理

1.直流断续控制方式

下图所示为电动机的直流断续控制方式示意图。

图a所示为直流断续器控制电路，直流电源经晶体管VT为直流电动机M供电。VT 受控制电路的控制，VT导通时则为电动机供电，截止时则停止供电。当VT基极加上脉冲信号时，电源经VT为电动机提供脉冲电压。

图b所示为控制脉冲的宽度变化时，平均电压会发生变化，因此会使电动机转速发生变化。

2.脉冲宽度调制（PWM）方式

PWM方式的信号波形，每个脉冲的周期相等，但脉冲的宽度不等。这种信号脉冲的宽度越宽，平均电压则越高。

3.脉冲幅度调制（PAM）方式

PAM方式是通过控制脉冲信号的幅度实现对电动机的控制的，电路采用直流电源供电。当晶体管VT1、VT4导通时，电动机的供电电流从上向下流动；当VT2、VT3导通时，电动机的供电电流从下向上流动。输入的是直流电，输出的是交流电。通过逻辑控制可以使输出实现三值控制，即正电压、零电压和负电压。

4.模拟正弦波形控制方式

交流感应电动机的控制方式可以转换成电压的控制方式，也可以转换成频率的控制方式。脉冲信号的宽度变化会引起平均电压幅度的变化，脉冲组周期变化可以 引起输出频率的变化。