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　　传统定速空调器压缩机转速控制方式:是交流电源断续(ON/OFF)控制方式,这种控制方式压缩机的频繁启动会无谓地耗电,使效率降低,又会造成零部件的损坏。

　　变频空调器压缩机转速控制方式:是通过改变压缩机电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,即交流供电方式和直流供电方式。从控制速度方式上来分,变频空调器有以下控制方式:

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

　　②PAM(PulseAmplitudeModulation)方式:即脉冲幅度调制方式,控制能量的大小用脉冲的幅度来表示。

　　⑨PWM+PAM控制方式:即将上述两种方式结合起来对压缩机的电机进行控制。

　　图8-2(a)所示为直流断续控制方式,直流电源经晶体管VT为直流电机M供电。晶体管VT受控制电路的控制,晶体管VT导通时则为电机供电,截止时则停止供电;导通时间长,则速度快,反之则速度慢。

　　图8-2(b)所示为交流断续控制方式。交流电经继电器为电机供电,电源接通时电机旋转,电源断开时则电机停机。

　　图8-3所示是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。

　　PAM方式是通过控制脉冲信号的幅度实现对电机的控制的,图8-4所示电路采用直流电源供电,当VT1、VT4导通时,电机的供电电源从上向下流动;当VT2、VT3导通时,电机的供电从下向上流动。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,如图8-5所示。

　　图8-5所示的三值控制波形可以采用PWM信号变成正弦波的形状(如图8-6所示),利用这种正弦波对交流感应电机进行控制。

　　图8-7是变频控制电路简图,交流供电电压经整流电路先变成直流电压,再经过晶体管电路变成三相频率可变的交流电压去控制压缩机的三相感应电机。逻辑控制电路通常由微处理器组成。

　　变频空调器最根本的特点在于它的压缩机的转速不是恒定的,而是可以随运行环境的需要而改变,所以空调器的制冷量(或制热量)也会随之变化。为了实现对压缩机转速的调节,变频空调器内部有一个变频控制电路,用来改变压缩机和风扇电机的供电频率,从而控制它们的转速,达到调节制冷量(或制热量)的目的。所以,装有变频器的空调器称为变频宅调器,能改变输出电源频率的电路装置称为变频器。目前,变频空调器采用的变频方式有两种,即交流变频方式和直流变频方式。

　　交流变频的原理是把220V交流市电转换为直流电,为变频器提供工作电压,然后再将直流电“逆变”成脉动的交流电,并把它送到脉冲功率放大器中进行放大,再去驱动压缩机电机。

　　脉冲功率放大器是由多个大功率晶体管组成的,常被称为功率模块。同时,功率模块受微处理器送来的指令控制,输出频率可变的交流电压,使压缩机的转速随电压频率的变化而相应改变,这样就实现了微处理器对压缩机转速的控制和调节,如图8-8所示。

　　采用交流变频方式的空调器压缩机必须使用三相感应电机才能通过改变压缩机供电的频率来控制它的转速。变频压缩机的电机必须与控制驱动电路相对应,典型的变频电路如图8-9所示。

　　在变频过程中,为了使空调器的制冷或制热能力与负荷相适应,控制系统将根据检测到的室温和设定温度的差值,通过微处理器运算,产生控制运转频率变化的信号。这个频率可变的运转控制信号通过逆变器产生脉冲状的模拟三相交流电压,并将该电压加到压缩机的三相感应电机上,使压缩机的转速发生变化,从而控制压缩机的排量,调节空调器的制冷量或制热量。

　　直流变频空调器同样是把交流市电转换为直流电,并送至功率模块,功率模块同样受微处理器指令的控制,所不同的是功率模块输出的是电压可变的直流电,以驱动压缩机运行,控制压缩机的排量。

　　由于压缩机的转速受电压高低的控制,所以要采用直流电机。直流电机的定子上绕有电磁线圈,采用永久磁铁作为转子。当施加在电机上的电压升高时,转速加快:当电压降低时,转速下降。利用这种原理来实现压缩机转速变化的方式,通常称为直流变频。实际上,正因为这种空调器压缩机采用直流供电,并没有电源频率的变化,所以严格地讲不应该称为直流变频空调器,而应该称为直流变速空调器。由于压缩机采用了直流电机,空调器更节电,噪声更小,但这种压缩机的价格要高一些。

　　直流变频空调器的控制电路也有两种控制方式,即PWM方式和PAM方式,这两种方式的电路结构分别示于图8-10和图8-11。

　　在图8-10中,整流电路输出的直流电压基本上不变,变频器功率模块的输出电压幅度恒定,控制脉冲的宽度受微处理器控制。

　　在图8-11中,整流电路中增加了一个开关晶体管,通过对该开关晶体管的控制可以改变整流电路输出的直流电压的幅度,直流输出电压可以在140-390V之间变化。这样变频器输出的脉冲电压不但宽度可变,而且幅度可调。

　　在变频系列空调中,功率模块是一个主要的组成部件,常用于驱动变频空调器室外压缩机。变频压缩机运转的频率高低,完全由功率模块所输出的工作电压的高低来控制。功率模块输出的电压越高,压缩机运转频率及输出功率也越大;反之,功率模块输出的电压越低,压缩机运转频率及输出功率也就越低。另外,功率模块也用于变频器中的电源变换器。

　　通用变频器主电路的核心部件是电力电子器件,这些器件具有功率大、耐压高、容量大、有自关断能力等特点。在电力电子器件中,使用最多的是电力晶体管(CTR)和绝缘栅双极晶体管(IGBT),其次为电力场效应管(MOSFET)和可关断晶闸管(GTO)。

　　变频器空调器中常用的开关器件为IGBT模块,其工作原理是通过栅极驱动电压来控制晶体管的开关。它具有驱动简单、保护容易、开关频率高、不用缓冲电路等特点。常用的IGBT模块有一单元结构、二单元结构和六单元结构,其等效电路如图6-83所示,六单元ICBT实物图如图6-84所示