变频空调压缩机电机设计
直流变频空调基本原理及结构
直流变频空调基本原理及结构直流变频空调其关键在于采用了无刷直流电机作为压缩机，其控制电路与交流变频控制器基本一样。
（1）直流变频空调的基本原理•直流变频概念我们把采用无刷直流电机作为压缩机的空调器称为“直流变频空调”从概念上来说是不确切的，因为我们都知道直流电是没有频率的，也就谈不上变频，但人们已经形成了习惯，对于采用无刷直流压缩机的空调器就称之为直流变频空调。
•无刷直流电机无刷直流电机与普通的交流电机或有刷直流电机的最大区别在于其转子是由稀土材料的永久磁钢构成，定子采用整距集中绕组，简单地说来，就是把普通直流电机由永久磁铁组成的定子变成转子，把普通直流电机需要换向器和电刷提供电源的线圈绕组转子变成定子。
这样，就可以省掉普通直流电机所必须的电刷，而且其调速性能与普通的直流电动机相似，所以把这种电机称为无刷直流电机。
无刷直流电机既克服了传统的直流电机的一些缺陷，如电磁干扰、噪声、火花可靠性差、寿命短，又具有交流电机所不具有的一些优点，如运行效率高、调速性能好、无涡流损失。
所以，直流变频空调相对与交流变频空调而言，具有更大的节能优势。
•转子位置检测由于无刷直流电机在运行时，必须实时检测出永磁转子的位置，从而进行相应的驱动控制，以驱动电机换相，才能保证电机平稳地运行。
实现无刷直流电机位置检测通常有两种方法，一是利用电机内部的位置传感器（通常为霍尔元件）提供的信号；二是检测出无刷直流电机相电压，利用相电压的采样信号进行运算后得出。
在无刷直流电动机中总有两相线圈通电，一相不通电。
一般无法对通电线圈测出感应电压，因此通常以剩余的一相作为转子位置检测信号用线，捕捉到感应电压，通过专门设计的电子回路转换，反过来控制给定子线圈施加方波电压；由于后一种方法省掉了位置传感器，所以直流变频空调压缩机都采用后一种方法进行电机换相。
•直流变频空调与交流变频空调的电控区别交流变频空调的变频模块按照SPWM调制方法，通过三极管的通断，给压缩机三相线圈同时通电，压缩机为一三相交流压机。
新2kW直流变频空调压缩机电机开发
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Ab s t ra e t : T h i s P a P e r e x P l a i n s t h e d e v e l o P m e n t o f 2 k w
IPM
m o to r f o r r o o m a ir e o n d it io n e r
约材 料 的产品如 果 不能 使 消 费 者感 觉 到 舒 适 性 , 也 是不 能被 消费者 接 受 的 采 用 变 速高 效 控 制 , 节 省
A C 电机 的传 统称 呼是 交 流变 频 电机 ! , 对 SPM 和 P I M 电机 的传统 称 呼是 直 流变 频 电机 !, 由 于 I M P 电机在 性能 成 本 机 械 强 度 等 方 面 都 具 有 明 显 优 势 , 该 种 电机 逐渐 成为这 个 技术 领域 的主 流 在 过去 的市场 上 变频 空调 主要 以 2 . 2 一3. 5 kw 制冷量 为 主 , 在较 大 功率 的空 调 领 域 主 要 还 是 以使 用 定速 压缩 机为 主 目前 随 着 用 量 的增 大 , 大功 率
及创 新性 的 解决 方法进行 了说 明
以上要 求并 用新 方法解 决 了工艺性 的 问题 关键 词 : 电机 ; 效 率 ; 噪音 ; 定 子扭料 中 图分类 号 : T M 34 . 6 4 文 献标 识码 : A
D e v e lo P m e n t o f Ne w 2 k w
D C In v A ir C o n d it io n e r C o m P r e s s o r MOt o r
t e r s t a t o r e o i l w i n d i n g . A n d w e u se a n e w w a y t o s o l v e t h e t e e h n o l o g i ea l P r o ee s s P ro b l e m o f s k e w . K e y w o rd s : m o t o r ; e f f i c i e n c y ; n o i s e ; s t a t o r s k e w
变频空调电气控制设计学士学位论文
变频空调电气控制设计目录绪论 (3)1.1 实训背景来源及其探究意义 (3)1.2 空调器控制技术发展概况 (4)1.2.1 在空调器控制技术发展概况 (4)1.2.2 变频空调器的产生与发展 (6)1.2.3 模糊控制技术的发展及研究动态 (7)1.3 用主要设计内容 (8)第 2 章方案论证 (9)2.1 空调器电控系统总设计方案 (9)2.2 空调器压缩机控制方案 (9)2.2.1 变频调速的基本方式 (11)2.2.2 宽脉调控控制策略 (12)2.2.3 实现手段 (13)2.3 温度控制方案选择 (14)2.4 本章小结 (15)第 3 章变频空调器电控系统设计 (16)3.1 电控系统总体结构 (16)3.2 室内机组设计 (17)3.2.1 红外遥控器信号的接受 (17)3.2.2 风门步进电机的控制 (18)3.2.3 室内风扇电机的调速控制 (18)3.3 室外机组设计 (20)3.3.1 室外风扇电机控制电路 (20)3.3.2 电流检测电路 (21)3.3.3 辅助电源设计 (22)3.3.4 变频电路的设计与控制 (23)3.3.5 室外机软件的编制 (23)3.4 温度检测电路 (24)3.5 变频电路设计 (25)3.6 本章小结 (26)第 4 章模糊控制器的设计 (27)4.1 模糊控制的基本原理 (27)4.2 变量模糊化 (27)4.3 模糊控制规则的确定 (32)4.3.1 模糊温度控制器的反模糊化 (32)4.3.2 模糊控制器的软件框图 (33)4.4 基于模糊推理的自调器PID控制器 (34)4.5 PID控制器参数自整定原则 (34)4.6 模糊控制器的仿真 (36)4.7 本章小结 (37)结论 (38)致谢 (39)参考资料 (41)绪论1.1 实训背景来源及其探究意义空调是空气调节器的简称, 它的作用是通过空调器对室内空气进行处理, 使它的温度、湿度、气流速度和洁净度达到所需的要求, 为人们提供舒适生活条件和为生产工艺提供一定的环境条件服务。
压缩机系统高压变频器的选型设计和应用分析
压缩机系统高压变频器的选型设计和应用分析发布时间：2021-04-29T07:58:40.293Z 来源：《福光技术》2021年1期作者：王明蔡培升邵刚涛[导读] 移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。
长庆工程设计有限公司陕西西安 710018摘要：随着国家对工业生产节能降耗、调节控制的要求越来越高，大功率设备如高压大功率压缩机驱动电机是工业生产中的耗电大户，利用高压变频器可以大幅降低能耗和生产成本。
作为高价值的电气设备，高压变频器和低压变频器有着很大的不同，在工程项目设计选择低压变频器时，一般根据负载的类型、负载电压等级和功率，就能快速选择对应的低压变频器；而对于高压变频器的选型设计就比较复杂，需要考虑较多的因素，所以选择适合现场需求的高压变频器, 在实际应用中显得越来越重要。
关键词：压缩机系统；高压变频器；选型设计和应用一、高压变频器选型设计1.1高压变频器输出电流高压变频器一般按照负载电机电流来选择变频器，高压变频器的额定输出电流大于等于电机电流即可，对于特殊负载可按电机额定电流的 1.25 倍来选择高压变频器，即高压变频器的输出电流大于等于电机电流的 1.25 倍。
不同品牌的高压变频器，相同电流输出的高压变频器有不同的形式，其区别在于其移相变压器的容量不一样，移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。
1.2高压变频器整流脉冲数高压变频器的一个重要参数是整流脉冲数，一般为 18、24、30、36、48，整流脉冲数越高，对应的功率单元数量也越多，其成本也越高，变频器输出正弦波波形越完美。
但整流脉冲数超过 36 相后，谐波电流幅值降低不显著，所以从成本和使用考虑，整流脉冲数为 36 的高压变频器基本满足使用。
1.3高压变频器散热问题高压变频器在正常工作时，热量来源主要是移相变压器、功率单元、控制系统等，其中作为功率单元主电路电子功率器件和功率柜的散热与通风设计最为重要。
变频压缩机的工作原理
变频压缩机的工作原理
变频压缩机是一种通过调节电机转速来实现压缩机容积流量变化的压缩机。
其工作原理如下：
1. 变频控制：变频压缩机通过变频器（变频控制器）控制电机的转速。
变频器可以根据需求调节电机的转速，从而实现对压缩机容积流量的调节。
2. 压缩气体进入：当压缩机启动时，通过进气阀门将外部空气（或其他气体）引入压缩机。
进入后，气体被引导到压缩机的气缸中。
3. 复活工作：气缸内的活塞开始往复运动。
活塞的运动会造成气缸内气体的压缩。
气体的压缩过程会增加气体的密度和温度。
4. 排放压缩气体：当气体被压缩到一定压力后，压缩机的排气阀门会打开，将压缩气体推出压缩机并送往系统中。
5. 变频控制调节：变频器根据系统需求，调节电机的转速。
通过提高或降低电机转速，可以实现压缩机容积流量的调节，并满足系统对
压缩空气的需求。
6. 压缩机运行与停机：压缩机会根据系统需求持续运行，当系统压力满足要求或需求减少时，变频控制器会降低电机转速或停止电机运行，达到节能和调节供气量的目的。
通过变频控制技术，变频压缩机能够根据实际需求智能地调节输出容积流量，节能且能够满足变化的工艺要求。
它具有广泛的应用领域，如制冷空调、工业生产、航空航天等。
交流变频与直流变频的区别
1、压缩机直流变频空调和交流变频空调采用的压缩机电机，原理上都是定子产生一个不断旋转的圆形旋转磁场，利用定子、转子电磁间磁场力相互作用产生转矩不断推动转子转动。
①交流变频：压缩机采用交流电机驱动原理：采用交流变频压缩机，通过定子、转子之间的磁场的相互作用使转子旋转。
但其特别的设计使得可以在较大范围内通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速；特点：相对于定频空调而言，交流变频空调具有制冷制热快速、控温精确的特点。
但交流变频压缩机的运转是靠定子绕组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现的，因此转子绕组有电流通过，产生电能损耗。
其成本比直流变频空调要低很多；②直流变频：压缩机采用直流电机驱动原理：采用直流变频压缩机，压缩机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。
由于转子是永磁体，没有线圈/绕组，无需外部供电，也就不产生电能损耗，效率高、节能；特点：效率高与噪音低。
直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%～30%，噪音低5分贝～10分贝。
交流变频与直流变频是两代产品，空调技术最领先的日本已全部为直流变频。
2、控制系统①交流变频交流变频压缩机采用异步控制，（下划线部分不讲解：220V/50Hz的市电经整流滤波后得到310V左右的直流电，此直流电经过逆变后，就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源。
脉宽调制（PWM）：在输出电压每半个周期内，把输出电压的波形分成若干个脉冲波，由于输出电压的平均值与脉冲的占空比（脉冲的宽度除以脉冲的周期称为占空比）成正比，所以在调节频率的同时，不改变脉冲电压幅度的大小，而是改变脉冲的占空比，可以实现变频也变压的效果。
这种方法称为PWM（PuleWidth Modulation）调制，PWM 调制可以直接在逆变器中完成电压与频率的同时变化），控制电路比较简单。
②直流变频：直流变频压缩机属于同步控制，时刻检测压缩机转子位置，并依据压缩机转子位置进行实时调节，控制压缩机频率。
海尔变频空调电路原理图纸
海尔变频空调电路原理及图纸海尔变频空调电路原理及图纸海尔牌变频空调器早期在市场上主要有：KFR-20Gw／(BP)、KFR-28GW／A(BP)、KFR-32Gw／(BP)、KFR-36GW ／(BP)、KFR-40Gw／(BP)、KFR-50Lw／(BP)和带有负离子发生器的健康型空调器KFR-25Gw／BP×2(F)、KFR-50LW／(BPF)等。
他们的变频控制原理基本相同，本文主要以KFR-50LW(BP)金元帅柜机王为例，分析控制电路的工作原理，以抛砖引玉。
图1是室内机控制电路原理图，图2是室外机控制电路原理图，两个原理图均是作者依据实物绘制，仅供参考。
一、室内机控制电路原理室内机控制电路采用变频空调专用芯片47C862AN-Gc5l。
该芯片内部除了写入空调器专用程序外，还包含有CPU 微处理器、程序存贮器、数据存贮器、输入输出接口和定时计数器电路等电路，可对输入的信号进行运算和比较，根据运算和比较的结果，对室外机、风机、定时、制冷制热、抽湿等工作状态进行控制。
1．ICI(47C862AN-GC51)主要引脚功能(1)35、64脚为供电端，典型的工作电压为+5V。
(2)芯片的32、33、34、39、48、60为接地端。
(3)31脚是蜂鸣器接口。
CPU每接到一次用户指令，31脚便输出一个高电平，蜂鸣器鸣响一次，以告知用户CPU 已接到该项指令。
若整机已处于关机状态，遥接器再输出关机指令，蜂鸣器也不响。
(4)36、37、38是温度采集口，其中36、37脚为室内机热交换器温度输入口，38脚为室内温度输入口。
(5)复位电路由20脚和ICl03、R101、D101、C103、C109构成，低电平有效。
空调器每次上电后，复位电路产生一个低电压，使CPU程序复位。
当机器正常工作时，复位端为高电平。
(6)62脚为开关控制端开关控制口(多功能口)，低电平有效。
应急运转时，按住电源开关，使该脚连续3秒以上持续高电平，蜂鸣器连响两下，机器即可进入应急运转状态。
空调压缩机中永磁同步电机的损耗分析
式 中： Ｐ ——铜 线电阻率 ；Ｌ ａ ——半匝线 圈长 Ｎ —— 每相绕组 串联 匝数 ； Ｎ ＿ 并绕 根数 厂 ＿
１ 永磁 电机 中的损耗
电机 损耗直 接影 响电机效率 ，同时也是 电机温 升的来源 。 电机损 耗可 分为铜 耗 、铁耗 、杂散损耗 和机 械损耗 。其 中铜耗 即 电机 绕组 上产生 的损耗 ；铁 耗指铁 心 中磁场 变化而 引起 的损 耗 ，包括 磁滞 损耗 、涡流损 耗和附加 损耗 ；杂 散损耗是 指其他
ｐ ： ｐ ＋ｐ ＋ｐ ｃ ｈ （ 、 ４
２ １ 电机铁芯叠 高对 效率的影响 ． 不 同的叠高可 以平衡铁耗 和铜耗 的分布 ，最优 的叠 高不仅 要 满足 能效 的要 求 ，同时也要兼 顾成本 。假设样 机反 电动势 、
式中 Ｐ ——铁 芯损耗 ；Ｐ —— 磁滞损耗 Ｐ —— 涡流损耗 ；Ｐ —— 附加损耗 其中：
Ｒ：
＝
槽 满率相 同，铁芯 冲片结构不变 。
（ ） Ｂ： （ ５）
随着叠 高增加 ，铁耗几何 增加 ，同时 由于电阻减 少 ，电机
的铜耗 降低 ，在一 定叠 高范 围内 ，铜耗 的降低 幅度要大 于铁耗 增 大幅度 ，电机 的效率 上升 。但 叠高增 加到一定 程度 ，电机效 率趋 于不变 ，甚至降低 ，即存在一个最佳 的叠 高。
Ｐ． ３ ｃ ＝ ＩＲ （ １）
式中１ 为绕组相 电流 ；Ｒ为绕组相电阻 ，其 中 ：
脚
为提 高电机效 率 ，首先 需要分析 电机损耗 。电机损耗 主要 包 括铜 损 、铁损 、机械损 及杂散 损耗 ，如果能在设 计 电机 结构
时合理分配各损 耗 ，则能使 电机效率达到最 优。
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｉ ｔ ｅ ｉ — ｏ ｄ ｔｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｍ ｓｔ ｏ ｔ ｅ ｌ ｃ ｒ ｃ ｔ ｉ ｃ ｎ ｕ ｅ ｆ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒ ｔａ ｔ ｎ ｈ ａ ｒ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｓ ｅ ， ｏ ｆ ｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ ｙ Ｓ ｏ ｓ ｍ ｄ ｏ ｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｈ ｏ ｒ ｓ ｏ ． Ｔ ｒ ｆ ｒｅ ｄ ｖ ｏ ｎ ａ ｈｅ ｅ ｏ ， ｅ ｅｌ ｐｉ ｇ ｈｉ ｈ ｇ ｅｆ ｉ ｅ ｙ ｏ ｐｒ ｓ ｏ ｉ ｎ ｃ ｓ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｅ ｈ ｅ ｅ ｇ ｅ ｆｉ ｉ ｎ ｙ． Ｔ ｆ ｃｉ ｎｃ ｃ ｍ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｅ ｓ ｒｙ ｏ ｎ ｒ ａｓ ｔ ｅ ｎ ｒ ｙ ｆ ｃ ｅ ｃ ｏ
变频空调器原理及维修
度问题等。
噪音大
可能是风扇故障、压缩 机异常或安装问题等。
无法开机
可能是电源故障、控制 电路故障或传感器故障
等。
安全注意事项
01
02
03
04
在进行维修前，务必先断开电 源，确保安全。
在使用制冷剂充注工具时，要 确保真空泵和压力表正确连接
，避免制冷剂泄漏。
在进行电路检测时，要使用合 适的万用表档位，避免损坏电
04 变频空调器保养与维护
使用注意事项
避免频繁开关机
频繁开关机会导致压缩机磨损 ，影响使用寿命。
定期清洗过滤器
过滤器脏污会影响空气流通， 导致制冷效果下降。
保持适宜的室内温度
避免过高或过低的室内温度， 以免影响空调器的性能和寿命 。
注意电源电压波动
电源电压波动过大可能会损坏 空调器的电路板和电机。
变频空调器原理及维修
目录
• 变频空调器原理 • 变频空调器维修基础 • 变频空调器常见故障及维修 • 变频空调器保养与维护 • 变频空调器发展趋势与展望
01 变频空调器原理
变频技术简介
变频技术
变频空调器
变频技术是一种改变电源频率的技术， 通过改变电源频率来实现电机运转速 度的调节。
变频空调器是一种采用变频技术调节 压缩机运转速度的空调器，通过改变 压缩机运转速度来实现制冷量的调节。
避免空调器长时间处于高温、高湿、阴暗 的环境中，以免影响其性能和使用寿命。
选择正规品牌和型号
注意电源连接
正规品牌和型号的空调器在设计和制造上 更可靠，质量更有保障。
确保电源连接稳定，避免因电压波动造成 损坏。
05 变频空调器发展趋பைடு நூலகம்与展 望
新能源汽车空调电动压缩机控制技术分析
新能源汽车空调电动压缩机控制技术分析摘要：空调压缩机是车用空调的核心部件，提供空调运行的动力，在传统汽车转向新能源汽车的过程中，驱动方式发生巨大改变，即发动机驱动变化成为电驱动的方式，压缩机控制也从原先的变量控制调整为节能高效的变频控制，这是重要车载系统。
本文重点分析汽车空调系统，分析汽车内部空调电动压缩机组成结构与工作原理，然后掌握通信接口设计与相关技术，为新能源汽车的合理应用起到积极的促进作用。
关键词：新能源汽车；空调电动压缩机；通信接口1电动压缩机自控制系统的构成及原理本次主要分析新能源汽车空调电动压缩机控制技术，以更好的了解设计基本原理和要求。
电动压缩机包含的组成结构比较多，比如压缩机、开关电路、控制器等，不同结构部分功能有着很大的差别，压缩机为核心部件。
电动机要以永久磁体作为基础来完成设计，达到磁通源的作用，在气隙磁场的影响之下能够形成电磁力，让电动机克服阻力进行运动，使得空调可以正常的运行。
计算公式如下：Fe=BLI=BINI。
2通信接口及相关技术2.1通信接口设计新能源汽车内部结构电气元件数量很多，通过传统设计方法进行数据传输会存在过多的干扰因素，通信质量与数据传输效率都无法达到要求。
控制器局域网需要进行通信接口合理设计，可以实现压缩机正常运行，确保系统运行效率合格，确保电动压缩机安全、稳定的运行。
2.2电动压缩机控制技术该技术的研发和应用基础就是三相电流，模拟直流电动机转矩控制的形式，把电磁原理作为该技术的基础进行应用，能够把定子电流矢量分为直轴电流，可以确保压缩机正常的工作。
在设计中，主要是通过空间矢量脉冲宽度调制算法的形式来满足要求。
在具体的设计中，定子电压空间矢量以U表示，角频率以w表示。
电流正弦波电压保持恒定的条件之下，二者以线性的形式存在。
3新能源汽车空调电动压缩机控制的设计与实现3.1电动压缩机控制系统硬件的设计与实现3.1.1DSP控制芯片本文以压缩机设计为例进行分析，控制芯片以DSP芯片为主，供电电压3.3V、CPU共32位，主频最高60MHz、最低40MHz、共包括22个可编程，系统模式统一，代码运行效率是比较高的，可以实现高价值的应用。
变频压缩机电机主要分类
变频压缩机电机主要分类和注意事项介绍变频压缩机电机主要分为交流异步电动机和直流无刷电动机两种。
目前国内一些大的压缩机生产厂家如：万宝、松下、上海日立、东芝万家乐等已有能力生产变频压缩机（包括交流机和直流机），交流电动机成本低，制造工艺简单，但其节能效果较差。
直流无刷电机拖动由无刷电机本身，转子位置传感器和电子换向开关组成。
转子磁极为永磁体，电枢绕组采用自控式换流，定子旋转磁场与转子磁极同步旋转，通常采用按转子磁场定向的定子电流矢量变换控制，既有普通直流电机良好的调速性能和启动性能，又从根本上消除了换向火花、无线电干扰的弊端，具有寿命长、可靠性高和噪声低，控制方便等优点。
以1998年三菱电机公司开发的适用于空调压缩机的节能高效直流无刷电机为例，其具有：转子上安装了8块V字型永久磁体。
磁体为埋入式，转子不会在不锈钢外壳中因涡流因而产生损耗；采用了新的压缩机电机驱动方式，效率比普通的无刷电机高，但是这种压缩机电机的价格较高。
开关磁阻电动机（SRM）是80年代新推出的变速传动系统，由磁阻电动机和控制器组成，是新一代机电一体化产品。
该电机结构十分简单，但是比普通磁阻电动机多了转子位置检测器（一般为光电检测），总体上比较流异步电动机简单、坚固和便宜，又因为绕组电流是直流脉冲，只需整流，无需逆变，所以控制电路简单。
目前有关SRM的理论尚不够完善，低速时，转矩有些脉动，噪声和震动较大，转速的稳态精度不够高等，有待今后进一步研究解决。
值得注意的是，国外针对变频空调器重新设计了压缩机，把电机从传统的单相电容电机改进为三相交流电机，以具有良好的调速性能。
为了适应国内目前大量生产和使用的传统压缩机的变频调速。
有必要开发出单相电容电机的变频器。
變頻壓縮機電機主要分為交流異步電動機和直流無刷電動機兩種。
目前國內一些大的壓縮機生產廠傢如：萬寶、松下、上海日立、東芝萬傢樂等已有能力生產變頻壓縮機（包括交流機和直流機），交流電動機成本低，制造工藝簡單，但其節能效果較差。
变频压缩机的工作原理
变频压缩机的工作原理我们知道传统常规空调是直接更具温度控制让压缩机运转或者停止来维持室内的温度范围。
变频空调由于可以根据温度控制指令，利用变频电源频率让压缩机在800-7800转/分范围内变化，从而调节氟利昂这种空调的冷媒流量来调节室内温度范围。
下面我们详细看看变频空调机的工作原理：变频空调中都装有变频器，这个变频控制器是如何工作的呢？国内规定的电压220V，频率50Hz的电流经整流滤波后得到310V左右的直流电，此直流电经过逆变后，就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源，这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹，变频控制器的原理框图如下所示，变频式空调器一般带有微机（电脑）控制。
它检测室内外信号如温度（室内外温、蒸发器温、冷凝器温、吸气管口温、膨胀阀出入口温、变频开头散热片温等），风机转速，电动机电流等。
并由微机发出风机、压缩机运转速、制冷剂流量、阔的切换、安全保护等信号。
此类机装有电子膨胀间节流。
它随微处理器发出的信号，随时改变制冷剂流量，故它的效率比普遍使用毛细管节流方式的高。
同时在制冷方式中，无化霜烦恼（化霜不停机）。
因此空调在制热时不会像普通机在除霜倒泵逆转时，吹出冷风使室温下降。
变频空调电控总体框图如下：变频空调还能在142-270伏范围的电网电压正常使用，根据温度控制指令，在压缩机连续运行时会改变频率，当产冷量要求大时则高速运转，反之低速运转。
由于变频机无频繁的启动大电流冲击，且一直工作在低速上，又第一次只半小时就能达到设定值，故节电明显。
即制冷（热）的功耗之比效率就高得多了。
低频信号发生器的使用方法如图1所示为XDI型低频信号发生器的面板图，其工作原理框图如图2所示。
XD1型低频信号发生器是由文氏电桥RC振荡器、功率放大器、功放过载保护电路、交流电压表及直流稳压电源等组成。
文氏电桥RC振荡器产生的正弦波信号电压，经衰减器I成为仪器的电压输出或功放级的输人信号，进行功率放大后，再经过衰减器Ⅱ送到输出匹配变压器组。
海信 变频空调电控,常见零部件工作原理
• 变频原理，利用二次逆变得到的可变化交流电源来调节压缩机转速，从而 改变管路中制冷剂循环量，控制空调器输出能力。直流变频空调和交流变 频空调采用的压缩机电机，原理上都是定子产生一个不断旋转的圆形旋转 磁场，利用定子、转子电磁间磁场力相互作用产生转矩不断推动转子转动。
变频能力的大小，可以变换
第二部分 室内机电路与零部件工作原理讲解
23、同步导风电机 24、反相驱动器 25、温度传感器 26、电阻 27、各种温度传感器插头颜色的区分 28、各种温度传感器的作用7、变压器 29、传感器电阻检测法
二、室内机电路与零部件工作原理讲解
1、室内机主要电路控制框图：
1、 AC220V经过降压，整流，滤波，稳压输出稳定的直流电压为芯片、 传感器电路、驱动电路提供电源，芯片接收到遥控指令后根据采集到的 温度信号执行工作模式，经过驱动电路控制显示屏、风门叶片、内风机 转速并与室外机通讯 2、AC220V经可控硅整流电路，供室内风扇电机工作 3、AC220V经二极管半波整流、滤波成直流电（可非稳压），为通讯电路 提供电源，以便室内机与室外机进行通讯。
第五章 变频空调电控, 常见零部件工作原理
培训纲要
第一部分 变频空调工作原理 第二部分 室内机电路与零部件工作原理讲解 第三部分 室外机电路与零部件工作原理讲解
第一部分 变频空调工作原理
1、变频原理 2、交流变频与直流变频的主要区别 3、直流变频空调工作原理 4、压缩机内部结构图
一、变频空调工作原理
二、室内机电路与零部件工作原理讲解
16、上电复位电路的作用与工作原理：
(1)为CPU的上电复位；
(2)监视电源电压。
主要作用是在上电时延时复位，防止因电源的波动而造成CPU的频繁复位，
变频空调压缩机电机的参数辨识
The variable-frequency air conditioning compressor system built in this paper chooses IRMCF312 developed (by IR as the main control chip) and adopts a sensorless vector control algorithm. Based on the analysis of PMSM’s structure and compressor's special load environment, the mathematic model is built up based on their relative characteristics, also the compressor’s vector control simulation model is built on the basis of the vector control’s principle in MATLAB/Simulink as well. This paper does some theoretical researches on the double-closed loop vector control system in depth. Based on this steady system and the actual conditions of the project, off-line identification technique is chosen to put forward the each corresponding parameters’ recognition proposal and design the relevant calculation model in IMotion to make the identification experiments in this paper.
变频压缩机的工作原理及特性说明
变频压缩机，是指相对转速恒定的压缩机而言，通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续调节，能连续改变输出能量的压缩机。
工作原理变频压缩机可以分为两部分，一部分是变频控制器，就是我们常说的变频器；另一部分是压缩机。
楼主要问的应该是变频器如何实现调速的。
变频控制器的原理是将电网中的交流电转换成方波脉冲输出。
通过调节方波脉冲的德频率（即调节占空比），就可以控制驱动压缩机的电机转速。
频率越高，转速也越高。
特性变频压缩机与普通压缩机比起来，电源的调节电路不同，变频的里面多了个变频调速电路；普通的只是稳压电路，这是最根本的区别。
普通压缩机是不可以用在变频的空调上的，原因是普通的压缩机在设计的时候，它的工作电压和电流基本上都在一个固定的范围内，而变频的空调工作的范围很大的，所以如果变频空调用定频压缩机，那压缩机肯定会烧掉！变频的压缩机是可以用在定频空调上的，只不过此时的变频压缩机和定频的没什么两样，发挥不出他的特性！变频压缩机和定频压缩机构造还是不一样的。
定频的内部是由两个绕组（启动绕组，运行绕组）构成，启动时是需要启动电容的。
变频压缩机不需要启动电容，它类似于三项电机，内部有三个绕组。
它通过变频电路可以改变转速，以此来控制温度，过程平稳。
优势传统空调压缩机依靠其不断地“开、停”来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。
变频空调则依靠空调压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。
运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。
变频空调的核心是变频器。
变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术，它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节，把50Hz的固定电网频率改为30—130Hz的变化频率；同时，还使电源电压范围达到142—270V，彻底解决了由于电网电压不稳而造成空调器不能工作的难题，使空调完成了一个划时代的变革。
变频压缩机结构原理介绍
变频压缩机结构介绍变频压缩机与普通滚动转子式压缩机的区别在于，其制冷量的变化是依靠电源频率的变化来控制压缩机电机转速，从而达到连续调节制冷能力的目的。
压缩机运行的频率范围通过电控设备控制在30~120Hz之间。
但是，变频压缩机内部结构和载荷特点与定频空调器压缩机类似。
本文所研究的变频空调压缩机也为目前在空调器中常用的转子式压缩机，是引起配管系统振动的主要激励源，所以考察配管动力学特性的前提是需要对变频压缩机由于转子不平衡产生的振动机理进行相关分析。
1 .压缩机结构特点及工作原理目前空调器中常用的转子式压缩机结构简图如图所示。
转子式压缩机整体结构示意图1—排气口 2—上外罩 3—筒体 4—电机定子5—电机转子 6—曲轴 7—转子8—吸气口 9—储液桶压缩机位于电机的下部，压缩机在吸气过程中，冷媒由机壳下部的接管直接进入气缸。
为了防止液体被吸入压缩机中和缓冲吸气产生的压力脉动的作用，在吸气管上装有液体收集器，也叫储液桶，用以积蓄润滑油及制冷剂液体，液体在这里蒸发成蒸汽，而润滑油是经下部弯管上的小孔被吸进入气缸。
高压气体直接排入机壳内部，然后经电动机转子和定子间的气隙从机壳上部排出，同时可以起到冷却电动机的作用。
同时冷媒气体中所夹带的润滑油则在电动机转子离心力的作用下分离出来，并沿曲轴的油道上升至各润滑点。
压缩机机壳与气缸焊接在一起使之结构紧凑，并用平衡块来消去不平衡的惯性力。
为了确保压缩机安全运转，在压缩机外壳上部还装有保护作用的过载继电器，它的感应元件置于壳体内，用于监视压缩机的排气温度，一旦发现排气温度过高，则继电器动作，压缩机将停止工作。
为压缩机气缸结构示意图。
其具有一个圆桶型气缸5，吸气口1和排气口4位于气缸上，并在排气口上装有簧片3。
偏心转子7位于气缸内部，它是在曲轴6上套装一个可以转动的套筒组成。
转子围绕气缸轴线，在转动过程中转子的套筒是在气缸内表面上滚动，两者具有一条接触直线，这也就是两圆柱面的切线。
直流变频压缩机工作原理
直流变频压缩机工作原理首先，直流变频压缩机的电机采用直流无刷电机（BLDC）技术。
这种电机由转子和定子组成，转子上有永磁体，无需换向器就能实现永久磁场。
这使得电机能够稳定地旋转，并具有高效能、高动力密度和长寿命等特点。
而传统的交流电机则需要通过换向器来改变电压和频率，比较耗能和不稳定。
其次，直流变频压缩机的变频器负责调节电机的转速。
变频器通过控制电压和频率来改变电机的转速。
当需要增大制冷容量时，变频器增加电机转速；相反，当需要减小制冷容量时，变频器降低电机转速。
这种无级调速的特性使得直流变频压缩机能够根据实际需求调整输出功率，从而提高能效和系统稳定性。
然后，直流变频压缩机的压缩机部件起到压缩冷媒的作用。
压缩机一般由气缸、活塞、阀门和曲轴等组成。
冷媒首先由蒸发器进入到压缩机，然后在压缩机内部被压缩成高压高温气体。
这个过程需要耗费一定的能量，而直流变频压缩机通过调整转速，使得压缩机能够以最优的效率进行工作，提高能源利用率。
最后，直流变频压缩机的控制系统负责监测和控制整个系统的运行。
控制系统通常由传感器、控制器和显示器等组成。
传感器用于实时检测压缩机的工作状态，比如压力、温度和电流等。
控制器根据传感器的反馈信号，对压缩机的转速进行调节，实现输出功率的调整。
显示器则显示整个系统的运行状态，供操作人员进行监控和操作。
总之，直流变频压缩机通过采用直流无刷电机和变频器，实现了无级调速和输出功率调整。
它能够根据实际需求灵活调节制冷容量，提高能效和系统稳定性。
这使得直流变频压缩机成为现代空调和制冷系统中的关键技术，广泛应用于家用和商用领域。
万能变频压缩机制作方法
万能变频压缩机制作方法哇塞，万能变频压缩机，这可真是个厉害的玩意儿啊！那咱就来好好聊聊万能变频压缩机的制作方法吧！首先，咱得准备好各种材料和工具，像什么高质量的电机啦、精密的控制系统啦、耐用的压缩部件啦等等。
然后呢，就开始动手啦！第一步，要仔细地组装各个部件，确保每一个螺丝都拧紧了，每一个接口都连接得严丝合缝。
这可不能马虎啊，不然到时候出问题可就麻烦啦！第二步，要对控制系统进行精确的调试，让它能根据实际需求灵活地调整压缩机的运行频率。
这就好比给压缩机装上了聪明的大脑，能随时应对各种情况呢！第三步，进行严格的测试，看看压缩机在不同负载下的表现，有没有异常声音或者发热等问题。
这就像是给压缩机做了一次全面的体检，只有健康的它才能投入使用呀！在整个过程中，一定要注意安全哦，别被那些锐利的边角划伤了手，也别不小心触电了呀！说到安全性和稳定性，这可是至关重要的呀！万能变频压缩机在运行过程中，一定要保证它不会突然出现故障，不然那可就危险啦！所以在制作的时候，我们要用最好的材料，最精细的工艺，让它稳稳当当的工作。
就像一个可靠的伙伴，一直陪伴在我们身边，不用担心它会掉链子。
那万能变频压缩机都有哪些应用场景和优势呢？哎呀，那可多了去啦！在空调系统中，它能根据室内温度自动调节制冷量，既节能又舒适。
在工业生产中，它能为各种设备提供稳定的气源，提高生产效率。
这优势不就显而易见了嘛，节能、高效、稳定，简直太棒啦！就拿我之前遇到的一个实际案例来说吧，有个工厂使用了我们制作的万能变频压缩机，以前他们的能源消耗可高了，自从换上了这个压缩机，那电费蹭蹭地往下降啊，而且设备运行得也更顺畅了，工人们都开心得不得了呢！总之，万能变频压缩机就是这么厉害，这么牛！它能给我们的生活和工作带来这么多的好处，难道我们不应该好好研究它、制作它吗？让我们一起动手，创造出更优秀的万能变频压缩机吧！。
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中图分类法 TM302 吴加强 李 高
[ 摘要 ] 从异步电动机谐波分析出发 ,分析变频器电机的设计特点 ,提出了用路 的方法改进变频电机的设计办法 。详尽地列出了各计算表达式 ,同时也为其它非正 弦波供电时变频电机的设计提供了理论基础 。重点介绍了变频空调压缩机电机的设 计思路 。
电 压 V
68. 0 75. 0 87. 0 101. 0 110. 0 111. 0 110. 0 110. 0 110. 0 109. 0
电 流 Ia (A) 4. 05 3. 88 4. 10 4. 17 4. 25 4. 55 4. 60 5. 00 5. 75 6. 80
实 测 值
三 、变频电机设计计算方法
(1) 谐波分析 变频空调电机的电源 ,采用 SPWM 调制 信号分六组对称的加在模块上 ,使单相电源 转换成三相 。因此电源将含有一系列的谐
波 ,采用文献 (5) 的分析方法 ,电压表达式为 : U n = 2 ( U1sinωt + U5sin5ωt + U7sin7ωt
空调器变频电机采用电压型逆变电源方
式供电 ,运行时是从低频低压启动 ,故一般不 考虑启动转矩 ,只从抑制高次谐波的角度来 设计电机 。通常把定子设计得较深较窄 ,转 子槽型则设计成闭口槽 ,以加大槽漏抗 、减小 谐波电流及其影响 ,改善电机性能 。基本设 计应达到 X1б+ X′2б= 0. 2～0. 25 。
波等效电路求得各次谐波电流后 ,按下式计
算定子总铜耗 : Pcu1 =Σ3 I21kR1k ②转子铜耗 :变频空调电机一般采用笼
型转子 , 转子导条的挤流效应必须考虑 ,转
子总铜耗计算式为 : Pcu2 =Σ3 I22k R2k
③铁芯损耗 :分别计算出谐波电压造成
的涡流损耗和磁滞损耗 :
PFeEk =
613. 0
4. 70
708. 0
4. 95
781. 0
5. 98
942. 0
7. 02
1052. 0
五 、总 结 本文对空调变频电机的设计提出了具体
可行的方案 ,在理论上总结了变频电机的设 计计算方法 。通过样机的试验验证 ,证明这 种方法的可行性 。但在实际工作中我们也发 现 ,饱和程度对变频率电机有重大影响 ,随着 对变频空调电机的进一步深入的研究 ,在计 算方法上必将进一步的完善 。
则和方法 。1990 年全国电机学术年会论文集 。 5. H. R. Fudt h and C. M. Ong “, Modeling and Analysis of In2
duction Machines Containing Space Harmonics , Part Ⅰ: Modeling and Transformation ; Part Ⅱ: Analysis of Asyn2 chronous and Synchronous Actions ; Part Ⅲ: Three - Phase Cage Motor Induction Machines ”。IEEE , Vol. PAS 102 , Aug. ～Oct . 1983 。
— 21 —
1. 8 0. 05 < Ik/ I
b = 1. 5 0. 01 < Ik/ I ≤0. 05 1. 3 Ik/ I ≤0. 01 1. 4 1. 3 ≤fk/ f
b = 1. 3 fk/ f < 1. 3 ⑤机械损耗 : Pfw = Pfw50 ⑥谐波转矩 : Mk = (2πf k Pm1/ 9. 81) 3 I22k R2k/ Sk
+ ……+ Uksinkωt) 其中 k = 3v ±1 ,v = 0 ,2 ,4 ,6 ,8 , ……,即
k = 1 ,5 ,7ห้องสมุดไป่ตู้,11 ,13 ,17 ,19 , ……;在各次时间谐 波间无相互作用时 ,认为上式各次时间谐波 分别施加于异步电机 ,求取电机损耗 ,然后迭 加损耗 。在此前提下 , 电机的等效磁通表达 式为 :
吸气压力 Kg/ m2 7. 25 6. 30 5. 60 5. 30 4. 95 4. 60 4. 40 4. 18 3. 80 3. 60
计 算 值
电 流 输入功率
(A)
( W)
3. 80
183. 0
3. 72
214. 0
4. 05
347. 0
4. 11
395. 0
4. 19
512. 0
4. 38
— 22 —
参 考 文 献
1. 刘承榆 ,逆变器供电的笼型异步电动机中损耗和效率计 算 。电机技术 ,1991.
2. 胡春雷等 ,SPWM 变频器装置对异步电机性能的影响 。 中小型电机 ,1988. 1
3. 符定国 , 变频调速异步电动机的设计 。中小型电机 ,
1988. 4 4. 李忠杰 ,逆变器供电变频装置调速异步电动机的设计原
在谐波频率下的激磁电抗 Xmk µ X2k ,故 可将激磁支路省略 ,进而可求出谐波电流 :
Ik = U k/ ( ( R1k + R′2k/ Sk) 2 + ( X1kσ + X′2kσ) 2 定子电流总有效值为 :
I = I21 +ΣI2k (4) 电机损耗计算 :
①定子铜耗 :不计及挤流效应影响 ,由谐
转子谐波漏抗 : X2kσ = f k/ f ( Kkx Xs2 + Xd2 +
Xe2 + Xsk)
转子谐波电阻
:
R2k
=
k
k r
Rbk
+
Rrk
谐波激磁电抗 : XMk = kαXM
其中 Kkx , Kkr 为考虑挤流效应时的值 :谐
波漏抗减小系数和电阻增加系数 。Rbk 、Rrk
与 f k 都有关系须要重新计算 。 (3) 等效电路
( Ue2ff/
U
2 1
-
1) PFeE1
PFeHk =ΣPFeH1 3 ( U k/ U1) 2/ k Ueff 逆变器输出电压的有效值 ; PFeE1 , PFeH1 基波电压造成的涡流损耗 和磁滞损耗 。
PFE =ΣPFeEk +ΣPFeHk ④杂散损耗 : 参考文献(1) , 杂散损耗的 近似计算公式为 : Ps = Ps1 +ΣPs1 ( I1k/ I1) b (f k/ f) c Ps1为电源额定频率 f n 和额定电流 In 时 的定子基频杂散损耗 ;b ,c 为较正系数 :
M =ΣMk ⑦其余电机性能计算 : cos Ф= U1/ I η= P2/ ( P2 + Pcu1 + Pcu2 + PFE + Pfw + Ps) 四 、实 例 对一台样机进行了试验验证 ,下表列出 了空调变频电机在频率变化时 ,电机的各种 性能值与实测值 。
频率 Hz
30 40 50 60 70 80 90 98 110 120
关键词 变频器 笼型异步电动机 设计计算 谐波分析
一 、前 言 由于电子技术的不断发展和生产工艺过
程的完善 ,变频器在电机调速方面已取得了 长足的发展 。控制频率的笼型异步电动机 (简称变频电机) 广泛推广应用 ,已成为电机 调速的主流 。变频空调 80 年代末在国外已 大量生产 ,并投入市场使用 。由于它的节能 、 结构紧凑和整个频率范围内运行噪音低 ,一 投入市场即受到用户的欢迎 。现在在国外 , 窗式 、柜式和分体式及中央空调 ,都普遍采用 变频技术 。在国内 ,中外合资企业也正大量 生产这种变频电机 ,但是很少应用在变频空 调上 ,原因是在国内变频空调的销售量不大 ; 国内厂家和技术部门 ,对空调变频电机的研 制则刚刚起步 。
二 、变频电源对电机的影响 无论是采用电压型逆变器还是电流型逆 变器供电的变频电机 ,其定子绕组中的电流 除基波分量外还含有一系列的谐波分量 ,由 它产生的磁场同转子的磁场将产生谐波转矩 使电机产生振动 ; 增加各种损耗 , 如定转子铜耗 , 铁芯损 耗 ,杂散损耗 ; 影响到主磁路的饱和 ,从而严重影响到 电机的性能 。 — 20 —
如果在一般的三相异步电动机上加变频 电源 ,电机在 30 Hz 以下及 70 Hz 以上时不能 正常工作 ,特别在 70 Hz 以上电机会剧烈振 动 ,发热 。因此对变频电源供电的电机必须 重新设计 ,整个机械部分也需要重点考虑防 振问题 !
根据变频电机的性能和试验总结 ,变频 电机的设计参数的选择同一般电机设计的不 同 ,主要考虑下述几个方面的内容 :
电 流 输入功率
Ib (A)
( W)
3. 95
158. 0
3. 80
220. 0
4. 10
330. 0
4. 17
405. 0
4. 25
523. 0
4. 48
615. 0
4. 68
719. 0
5. 10
795. 0
5. 95
960. 0
6. 90
1091. 0
T出风口 ℃
20. 5 19. 1 17. 8 17. 1 16. 0 15. 2 15. 1 14. 6 14. 5 14. 7
ΦEQ = Φ1/ U1 [ U1 +α( U5/ 5 + U7/ 7 +
……+ U k/ k) ] 式中α———修正系数 ; (2) 谐波参数选择 参考文献(5) ,以 50 Hz 为基本参数 :
R1 ,X1σ ,XM ,X2σ ,R2
定子谐波电阻 : R1k = R1 定子谐波漏抗 : X1kσ = f k/ f X1σ
1. 额定功率 Pn 的选择特点 : 变频电机的谐波损耗将比正常电机增加 10～20 %或更多 ,因此 , 在按一般方法确定 异步电机额定功率的时候 ,应适当放大 5 % ～10 %Pn 。 2. 额定频率 f n 的选择 : 一般以 50 Hz 设计电机的性能参数 ,频 率变化时也作相应调整 ,并且也由于硅钢片 一般性能参数都是在 50 Hz 下所测 。 3. 额定电压 Un 的选择 : 变频电源的输出电压都含有较大比例的 5 次和 7 次谐波 ,并且都占有近 10 %～20 % Un 的比例 ,故设计时将它放大 15 %Un 。 4. 效率 、转矩 、最大转矩倍数可按实际要 求设定 。 5. 定转子槽形的选择 :