变频空调器工作原理与分类

本节介绍变频空调器的节电原理、工作原理和分类，以及交流变频空调器与直流变频空调器的相同之处和不同之处。

由于直流变频空调器与交流变频空调器的工作原理、单元电路、硬件实物基本相似，且出现故障时维修方法也基本相同，因此重点介绍最普通但具有代表机型、社会保有量最大、大部分已进入维修期的交流变频空调器。

一、 变频空调器节电原理

最普通的交流变频空调器与典型的定频空调器相比，只是压缩机的运行方式不同，定频空调器压缩机供电由市电直接提供，电压为交流220V,频率为50Hz,理论转速为3000r/min, 运行时由于阻力等原因，实际转速约为2800r/min,因此制冷量也是固定不变的。

变频空调器压缩机的供电由模块提供，模块输出的模拟三相交流电，频率可以在15-120Hz变化，电压可以在30-220V之间变化，因而压缩机可以运行在转速1500~9000r/min的范围内。

压缩机转速升高时，制冷量随之加大，制冷效果加快，制冷模式下房间温度迅速下降，相对应的，此时空调器耗电量也随之增大；当房间内的温度下降到设定温度附近时，电控系统控制压缩机转速降低，制冷量下降，维持房间温度，相对应的，此时耗电量也随之减少， 从而达到节电的目的。

二、 变频空调器工作原理

上图所示为变频空调器工作原理框图，下图所示为实物示意图。

室内机主板CPU接收遥控器发送的设定模式与设定温度信号，与环温传感器温度相比较，如达到幵机条件，控制室内机主板主控继电器触点吸合，向室外机供电；室内机主板CPU同时根据蒸发器温度信号，结合内置的运行程序计算出压缩机目标运行频率，通过通信电路传送至室外机主板CPU,室外机主板CPU再根据室外环温传感器、室外管温传感器、压缩机排气温度传感器和市电电压等信号，综合室内机主板CPU传送的信息，得出压缩机的实际运行频率，输出控制信号至功率模块(IPM )。

功率模块是将直流300V电压转换为频率与电压均可调的三相电的变频装置，内含6个大功率IGBT开关管，构成三相上下桥式驱动电路。室外机主板CPU输出的控制信号使每个IGBT导通180度，且同一桥臂的两个IGBT一个导通时，另一个必须关断，否则会造成直流300V直接短路，且相邻两相的IGBT导通相位差在120度，在任意360度内都有3个IGBT幵关管导通，以接通三相负载。在IGBT导通与截止的过程中，输出的三相模拟交流电中带有可以变化的频率，且在一个周期内，如IGBT导通时间长而截止时间短，则输出的三相交流电的电压相对应就会升高，从而达到频率与电压均可调的目的。

功率模块输出的三相模拟交流电加在压缩机的三相异步电机上，压缩机运行，系统工作在制冷或制热模式。如果室内温度与设定温度的差值较大，室内机主板CPU处理后送至室外机主板CPU,室外机CPU综合输入信号处理后，输出控制信号，使功率模块内部的IGBT导通时间长而截止时间短，从而输出频率与电压均相对较高的三相模拟交流电加至压缩机，压缩机转速加快，单位制冷量也随之加大，达到快速制冷的目的；反之，当房间温度与设定温度的差值变小时，室外机主板CPU输出的控制信号使得功率模块输出较低的频率与电压，压缩 机转速变慢，制冷量减少。

三、変频空调器分类

变频空调器根据压缩机工作原理和室内外风机的供电状况可分为3种类型，即交流变频空调器、直流变频空调器和全直流变频空调器。

1、交流变频空调器

交流变频空调器是最早的变频空调器，也是市场上拥有量最大的类型，现在 一般已经进入维修期。

变频空调器中的室内风机和室外风机与普通定频空调器中的相同，均为交流异步电机，由市电交流220V直接启动运行，只是压缩机转速可以变化，供电为功率模块提供的模拟三相交流电。

交流变频空调器中的制冷剂通常使用与普通定频空调器相同的R22, —般使用常见的毛细管作节流元件。

2、直流变频空调器