基本本原 原理 舒适a、变频空调启动时，变频压缩机高速运转，能使室内快速接近设定温度。 b、变频空调的平均能效比高。变频空调无论在制冷还是制热工况下，能效比EER随频率的降 低而升高；由于压缩机频率随室内热负荷大小而变化，则压缩机可以长时间工作在低频区， 所以系统的季节能效比SEER高于定速空调。 c、能在室外超低温（-15）的情况下，强制制热运转。 节能 a、定速空调在压缩机停机时，冷媒回路中的能量白白地流失，而当压缩机再启动时，为了建 立新的循环又必须补充新的能量。如要使用变频空调，在大部分的运转时间内，空调发挥 的能力和室内热负荷相当，因此减少了压缩机的开停次数，属于没有浪费的节能运行。 变频空调的平均能效比高。变频空调无论在制冷还是制热工况下，能效比EER随频率的降 低而升高；由于压缩机频率随室内热负荷大小而变化，则压缩机可以长时间工作在低频区， 所以系统的季节能效比SEER高于定速空调。 变频空调压缩机采用低频启动，降低启动电流，既节能，又能避免空调启动时对电网的冲 据有关试验报告：在长期连续运行中，交流变频空调比额定能力相同的定速空调节能17%以上。 一定工况下，制冷量与制冷剂质量流量成正比，即：Q=gm式中：Q—制冷量 g—制冷剂单位质量制冷量 m—制冷剂质量流量 一定工况范围内，制冷剂质量流量又与压缩机转速具有正比函数关系，即： 式中：N—压缩机转速由此可见，通过调节后压缩机的转速就能实现制冷量的调节，这正是变频空调调节制冷能量的 原理。 交流流变 变频 —定子电源频率S—转差率 P—电动机极对数 由此可见，只须改变电动机的电源频率f ，就可以改变电动机的转速n此方法称为“变频调速”。考虑到三相异步电动机相电压为： —定子相绕组总匝数，电动机结构确定的常量Kw 电动动机 I2CmφmCOSω式中：M—电动机电磁转矩 Cm—电动机常数 ω—相位角 由此可见，如果电动机端电机U 增强时，将使气隙磁通φm减小；由于φm的减小将导致电动机输出转矩M的下降，使电机的利用率下降；同时，电机的最大转矩也将下 降，严重会使电动机堵转。相反，如果电动机端电压U 减小时，将使气隙磁通φm增加，这将使磁路饱和，励磁电流上升，导致损耗急剧增加。因此，在许多实际应用中， 为维持调速时电动机的最大转矩不变，需要保持恒定磁通，这就要求在改变频率的同时改 变定子端电压。 据此分析，交流变频空调压缩机的异步电动机理想的调速应该采用恒磁通控制方式，即保 =常数；以充分利用电动机的能力。事实上，调速时应满足交流变频压缩机给出的Vf曲线所示。 转速实行闭环控制。 工作区间 对于交流变频压缩机调速，CPU对IPM功率模块发送的是符合交流变频压缩机Vf曲线要求的SPWM电压型双极性脉宽调制信号，既变频又调压。SPWM控制方式的输出电压一相波形 如图7所示。 直流流变 变频 式中：n—电动机实际转速U—电动机电柜电压，即端电压 Eeg—电动机等效反电势常数 Te—电动机额定电磁转矩 —零阻抗电源电动机阻系数由此可见，直流变频压缩机可以直接通过改变直流电动机的端电压即能获得理想调速，转 速并实行闭环控制。 对于直流变频压缩机调速，CPU对IPM功率模块发送的调制信号，可采用PAM脉冲幅值调 节控制，或采用PWM等间隔脉冲占空比调节控制。PAM控制方式的输出电压一相波形如图 8所示。等间隔PWM控制方式的输出电压一相波形如图9所示。 直流流电 电机 为满足高可靠性、低噪声、无机械磨擦的要求，在变频空调中，直流变频压缩机的电动机和直流室内外、风扇的电动机都采用无位置传感器的无刷直流电机，采用电子换向，其转 子位置信号的检测则是通过间接检测电动机反电势实现。在电机启动之初，由于没有反电 势或反电势很小，无法实现闭环的频率控制，这时可以让电机开环地转起来；待电机达到 一定转速后，再进行反电势采样，以其反电势过零信号作为换向信号，输入CPU，由CPU 按此发生序列的调制信号。 如大功率模块通电状态如图10所示，转子位置检测电路如图11所示，A相波形如图12所示。 根据该电路，以A相为例分析如下： A相波表如（A）点，输入后经R101、R104、C101产生三角波，经C104滤波移相后生产（B） 点波形，相对（A）点滞后90，同时B相，C相波形与（B）点波形在运放负端合成一个三 倍频的三角波，如（C）点波形，再把（B）点与（C）点波形比较后产生（D）点波形。其 中（D）点波形上升前60导通的三极管为A 在普及型变频空调中，室内风扇电机一般都采用PG电机。PG电机的驱动电路如图13所示，其各点波形如图14所示。 PG电机调速是通过双向可控制硅斩波调压实现的。空调由电网输入的50 HZ 电源经变压整流 后经Q111反相器（C）点输出时间同步信号，由CPU根据风量控制设定所需，输出滞后时 间t的相位控制信号，触发光控双向可控硅导通，由电网输入的50 HZ 电源经斩波后强加到PG 电机；因此，PG电机因相位控制获得不同的斩波电压，从而实现无级调速，室内机输出风 量可调，并通过PG电机的霍耳传感器采样进行速度闭环控制。 电阻器电容器 电感 晶体管 用符号R表示。其最基本的作用就是阻碍电流的流动。衡量电阻器的两个最基本的参数是阻值和功率阻值用来表示电阻器对电流阻碍作用的大小，用欧姆表示。 除基本单位外，还有千欧和兆欧。功率用来表示电阻器所能承受的最大电流，用瓦特 表示，有116W，18W，14W，12W，1W，2W等多种，超过这一最大值，电阻器 就会烧坏。 精度温度系数非线; 按材料——合金型（如线绕电阻）薄膜型（如碳膜金属膜化学沉积膜）合成型等按用途——通用型精密型高频型高压型高阻型 水泥电阻——制作成本低，功率大，热噪声大，阻值不够精确，工作不稳定碳膜电阻、金属膜电阻——稳定性高温度范围广温度系数小体积小噪声小线性 好响应快速。价格低，应用广泛。 线绕电阻——精度高温度系数小稳定性高功率大，但分布参数大，用于精密测量仪 表，不适用于高频电路。 文字符号直标（大功率电阻，体积较大）色码标志法（色环电阻） 三环表示 两位有效数字及一位倍率（精度均为20%） 四环表示 两位有效数字及一位倍率精度 五环表示 三位有效数字及一位倍率精度（精密电阻） 举例：棕黑橙金 RT14-025W-10K5% 限流（最基本的作用就是阻碍电流的流动）分压电路 取样 敏感感电 电阻 构成检测相应物理量的探测器传感器，广泛应用于测试技术和自动化技术等各种领域。分类：热敏压敏光敏湿敏磁敏气敏力敏 用于空调电源电路，目的是抗干扰保护主板，超过一定电压时导通，正常时阻值无穷大。常见故障：烧毁阻值变小 温度探头一般为负温度系数，阻值有K（25），空调上常用10K的，构 成分压电路得到取样电压经AD转换由CPU处理。 举例：环温探头室内管温探头室外管温探头 PTC电阻 一般为正温度系数，用于电机启动限流 电容容器 储能元件，特性为隔直通交其两端电压不能突变，通高频阻低频的作用，用于滤波退耦延时升压启动等，常用单位uF和pF，并联C=C1+C2，串联1C=1C1+1C2。 普通电容（无极性）有机介质——纸介涤纶 无机介质——云母瓷介独石 电解电容（有极性）——铝钽（也有无极性的） 引脚长的为正极，极性接反会击穿。 第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。上图是小型纸介电容，下图是立式矩开密封纸介电容。 104（=CC1-01u+5%-63V） CL21-0022u5%-630VAC涤纶（体积较大的直接标注） CD110X-10u2%-16V 铝电解 开路短路漏电（小容量及轻微漏电不易测，用替换法检修），一般工作电压较高场合下运用的电容器容易损坏。 耦合滤波、退偶 温度补偿 电机启动 通俗的说就是线圈，储能元件，通直阻交，其电流不能突变，与电容器的性质恰恰相反，用于滤波等，单位mHuH。匝数愈多，电感愈大；加磁芯电感增大 电感器可分为磁芯电感（电感量大，常用在滤波电路）和空心电感（电感量小，常用于高 频电路）两种 用于整流检波钳位等，主要特性有单向导电性（PN结）伏安特性管压降（硅07V锗02V）正反向电阻等。 按材料——硅锗（硅管较为常用）按用途——普通（整流检波钳位）稳压发光。 参数：最大整流电流反向电流最大反向工作电压（约等于12V击穿）最高工作频率。检测：以1K档测，正向电阻较小，反向电阻无穷大。 应用 半波整流 全波整流 稳压管 工作于反向击穿区，用于直流稳压电路 参数：稳定电压稳定电流最大耗散功耗。 应用：稳压电路 发光二极管（LED） 用于指示电路工作状态。 分类：按材料——硅锗 按极性——PNPNPN 按用途——普通管低噪高β管功率放大管高频管开关管 参数：直流放大倍数特征频率集电极最大允许电流集电—发射极击穿电压集电极 最大允许耗散功率 常见故障：击穿开路性能变劣 应用： 放大、驱动 可控硅是一种有源开关元件，平时它保持在非道通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发导通，一旦触发就算撤离触发信号它也保持道通状态，要使其截止 可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值 以下。 触发发电 电路 相位触发电路实际上是交流触发电路的一种，如图G3，这个电路的方法是利用控制触发信号的相位。当R值较少时，RC时间常数较少，触发信号的相移A1较少，因此负载获得较大 的电功率；当R值较大时，RC时间常数较大，触发信号的相移A2较大，因此负载获得较少 的电功率。这个典型的电功率无级调整电路在日常生活中有很多电气产品中都应用它。 石英晶体，加交变电压产生谐振；常用的有33K4M等分类：封装形式有陶瓷封装和铁壳封装 一般陶瓷晶振内置电容，铁壳晶振需外接电容。 常见故障：短路 检测：正常时电阻无穷大输入端有2V左右直流电压引脚有波形。 继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。 作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用： 扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。 放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。 综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。 触点保护 继电器触点保护线路很多，对电感性负载通常采用负载并联二极管消火花，与触点并 联RC吸收网络或压敏电阻来保护触点。对容性负载、灯负载通常采用在负载回路串联小阻 值功率电阻或串联RL抑制网络来抑制浪涌电流的冲击。 变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换； 隔离；稳压（磁饱和变压器）等。 集电极开路的七非门电路，16脚，最大驱动电流600mA，可驱动小型直流继电器。 CPPU 基本本原 原理 家用空调分类空调制冷原理 家用空调系统主要部件介绍 空调器的定义空调是空气调节的简称，是一种人为的气候调节装置，他可以对房间进行降温、 减湿、加热、加湿、热风、净化等调节，利用它可以调节室内的温度、湿度、气 流速度、洁净度等参数指标，从而使人们获得新鲜而舒适的空气环境。 依据不同分类标准，空调器有很多种分类方式: 按空调系统的集中程度可分为集中式、局部式和混合式 按空调的实用功能可分为单冷型和冷热型 按空调系统的组合可分为整体式和分体 -整体式 所有零部件都装在一个箱体内 -分体式 它将空调器分为室内机组和室外机 表示结构形式的代号为：C表示整体式，F表示分体式。整体式空调分为窗式（其代号省略），C——穿墙 式，Y移动式；分体式空调器分为室内机组和室外机组。室内机组的结构形式代 号：D——吊顶式，G——挂壁式，L——落地式（柜式），T——天井式，Q—— 嵌入式；室外机组的结构代号为W。 表示功能的代号： 冷风型代号省略，R——热泵型（含辅助电加热型），D——电热型。 表示气候类型的代号： T1——最高环境温度43，T2——最高环 境温度35， T3——最高环境温度52 表示T3气候类型、整体（窗式）冷风型房间空气调节器，额定制冷量为3500W，第一次改型设计。 表示T1气候类型、分体热泵型挂壁式房间空气调节器（包括室内机组和室外机组），额定制冷量为2800W 室内机组KFR-28G 室外机组KFR-28W 表示T1气候类型、分体热泵型落地式变频房间空气调节器（包括室内机组和室外机组），额定制冷量为5000W。 性能能指 指标 制冷量制冷工作状态时，单位时间内从密闭房间、空间或区域内除去的热量，即每小时 产生的冷量，其单位为W 另外，国外习惯以压缩机输出功率为多少马力（hp）来区分空调器制冷量的大小。 由于各种空调器能效比不同，所以1hp究竟等与多少制冷量（W），就只是一个范 围不是定值。 能效比（EER）energy efficiency ratio 能效比（EER） 在额定工况和规定条件下，空调器进行制冷运行时，制冷量与 有效输入功率*之比，其值用WW表示。 性能系数（COP）coefficient performance性能系数（COP）在额定工况（高温）和规定条件下，空调器进行热泵制热运行 时，制热量与有效输入功率*之比，其值用WW表示。 通常，采用工频压缩机的空调称为“定速空调”，采用交流变频压缩机的空调称为“交流变频空调”，采用直流变频压缩机的空调称为“直流变频空 调”，如果直流变频空调中采用直流压缩机，室内外风扇电机采用无刷直流电 机，节流机构采用电子膨胀阀称的又称为“全直流变频”（即3D）。 交流流变 变频 目前，普及型交流变频空调尽管在高频下能效比较低，在低频下振动较大，但仍能较好地体现变频空调的诸多优点，技术相对成熟，且生产成本低，因而是国内 空调厂家开发重点。第二类中档型变频空调在高频下的能效比有所提高。低频下 振动也有明显改善。尤其是采用直流变频压缩机的中档直流变频空调生产成本下 降，因而备受因国内空调厂家的重视。 第三类高档型全直流变频空调因其生产本成高，虽然短时期内不会成为国内市场主流，但它代表了家用变频空调的方向，也引起了国内空调厂空的关注。 变频空调不仅有分体挂壁机，柜机和一拖多机种都有较大的发展。 基本本原 原理 新一代的家用空调虽然在控制方式和工艺上有所突破，但是基本原理上仍与传统空调相同，基本结构也与传统空调相似，以热泵型分体机为例，其制冷剂循环，系统构成 如图1所示，其电控系统构成如图2、图3所示。 空调调制 制冷 空调调制 制冷 压缩机吸收低温低压的制冷剂（一般使用氟里昂-22即R－22）蒸汽，并将之压缩成高温高压的气体，然后气体进入冷凝器后，经过定温定压的冷凝过程，放热液 化为高温高压的液体；接着冷凝液通过节流阀（典型部件为毛细管或电子膨胀阀） 进行绝热节流，将制冷剂的压力和温度降至需要的蒸发压力和蒸发温度。 然后节流后成为低温低压气液两相的制冷剂进入到蒸发器中，通过定温定压的汽化过程，从周围介质中吸热沸腾成为低温低压的气体，最后通过管路再回到压缩 机中。由于制冷剂的吸热使周围环境温度降低，从而达到制冷的效果。这就是制 冷的整个循环过程。 制热运行时，制冷剂的循环实质上是制冷时的逆过程。这两种工作方式的转则是由四通阀的切换来实现的。 由上述可知，变频空调器主要组成部分包括压缩机、室外热交换器冷凝器、 节流阀、室内热交换器蒸发器、四通阀和制冷剂等。 制冷剂又称制冷工质，它是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。制冷剂在蒸发器内吸取被冷却对象的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围空气 或水而被冷凝成液体。制冷系统就是借助于制冷剂的状态变化，达到制冷的目的。 压缩机在制冷系统中主要用来压缩和输送制冷剂蒸汽，使制冷剂实现制冷循环，由于它在制冷系统中占要重地位，而且结构比较复杂，因此通常称为制 冷系统的主机，其它部分称为制冷辅助装置。 变频空调器采用的是变频压缩机。与传统的定频压缩机相比，变频压缩机的主要优点在于转速频率变动范围宽（一般为30-150HZ或1000-9000rpm）， 使得单位输入功率下压缩机的最大制冷能力大大增加，从而使变频空调器的主要 技术参数能效比（EER）比传统空调器有显著提高。 热交换器是使制冷剂在其中吸收热量或放出热量的设备，也就是制冷剂与其它介质（如水或空气等）交换热量的设备。 在制冷系统中，冷却介质的效果是在室内热交换器上，当室内热交换器内 液体制冷剂沸腾汽化时，吸收与它接触的被冷却介质（水、空气等）的热量，使 其降温，从而达到制冷的作用。室内热交换器又称蒸发器。而室外热交器称冷凝 器，又称散热器，其作用使将压缩机排出的高压过热蒸汽，经散热面冷却凝结为 液体。 节流阀又称膨胀阀或调节阀，是制冷系统调节制冷剂循环量的重要部件。它安装在冷凝器和蒸发器之间，为制冷系统中的高压与低压之间的分界点。在节流阀之 前，制冷剂是高压液体；在节流阀之后，制冷剂是低压、低温饱和液体与蒸汽的 混合物。 由此可知，节流阀的作用：一是将高压制冷剂剂液体节流减压，由冷凝压力降到 蒸发压力；二是调节蒸发器的供液量，以适应系统制冷量变化的要求。 节流阀主要有热力膨胀阀、毛细管、浮球节流阀和电子膨胀阀等几种形式。 在空调器中，普遍使用毛细管进行节流控制。毛细管是一种最简单的节流装 置，它具有结构简单、制造容易、成本低廉等优点，但其也有致命缺点：控 制的制冷剂流量不能调节。因此为了更准确地调节制冷剂流量，新型的变频 空调器将使用电子膨胀阀。电子膨胀阀由系统控制器控制，将根据外界负荷 的需要，配合变频压缩机的功率输出情况来调节整个空调系统的制冷剂流量， 从而使变频空调器处于最佳运行状态。 压缩机：压缩机是家用空调的核心部件 按电气结构分类：工频压缩机、交流变频压缩机、直流变频压缩机 按机械结构分类：单转子压缩机、双转子压缩机、涡旋压缩机。 交流流变 变频 转子采用交流感应电机转子结构，其工作原理为：定子产生旋转磁场，转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场，经定子磁场与转子磁场相互作用使转 子旋转。 交流变频压缩机旋转的基础是定子与转子的电磁感应，使压缩机旋转同时也带来 了电磁感应噪音与转子损耗等负面作用。 直流流变 变频 转子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理为：定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的 电磁感应作用，克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗，具有比交流变频 压缩机效率高与噪音低优点，直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高 10%—30%，噪音低5—10分贝。 转子轴上安装了一个压缩凸轮，有一个压缩腔体，转子为不平衡结构，单转子压缩机在旋转时振动与噪音较大。为克服振动与噪音问题，单转子压缩机转子轴上 往往安装一个平衡块，来平衡压缩凸轮，实现转子自平衡，大大减少了转子运行 时振动与噪音。单转子压缩机容量一般较小，通常适用于2匹以下空调使用。 转子上安装了二个压缩凸轮，实现了转子自平衡，有两个180错开布置的压缩腔体，相同容腔下压缩机排气量增大，效率有所增加，运行噪音与振动比单转子 压缩机有所降低。双转子压缩机容量较单转子压缩机有所提高，可适用于3匹以下

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