变频空调电控系统的设计
变频空调电气控制设计说明
变频空调的电气控制设计目录绪论41.1 实训背景来源及其探究意义41.2 空调器控制技术发展概况51.2.1 在空调器控制技术发展概况51.2.2 变频空调器的产生与发展71.2.3 模糊控制技术的发展及研究动态81.3 用主要设计容9第 2 章方案论证102.1 空调器电控系统总设计方案102.2 空调器压缩机控制方案102.2.1 变频调速的基本方式122.2.2 宽脉调控控制策略132.2.3 实现手段142.3 温度控制方案选择152.4 本章小结16第 3 章变频空调器电控系统设计173.1 电控系统总体结构173.2 室机组设计183.2.1 红外遥控器信号的接受183.2.2 风门步进电机的控制193.2.3 室风扇电机的调速控制193.3 室外机组设计213.3.1 室外风扇电机控制电路213.3.2 电流检测电路223.3.3 辅助电源设计233.3.4 变频电路的设计与控制243.3.5 室外机软件的编制253.4 温度检测电路253.5 变频电路设计273.6 本章小结28第 4 章模糊控制器的设计294.1 模糊控制的基本原理294.2 变量模糊化304.3 模糊控制规则的确定324.3.1 模糊温度控制器的反模糊化324.3.2 模糊控制器的软件框图334.4 基于模糊推理的自调器PID控制器344.5 PID控制器参数自整定原则344.6 模糊控制器的仿真364.7 本章小结36结论37致 38参考资料39绪论1.1 实践训练的来源及其探索意义空调是空调的简称。
它的作用是通过空调器对室内空气进行处理，使其温度、湿度、气流速度、洁净度达到要求，为人们提供舒适的生活条件和一定的生产技术环境条件。
一般空调有几种:冷空调、电冷空调、热泵空调。
冷空调只能用于制冷调节；电加热冷空调一般是在原有冷空调的基础上进行部分改进，增加电加热部分而制成的。
热泵两用空调目前应用广泛。
在制冷循环过程中，低温低压的液态制冷剂在蒸发器吸热汽化，被压缩机压缩成为高压高温气体，再被冷凝器冷凝成液态制冷剂，再被毛细管(或膨胀阀)减压节流成为低压低温状态。
关于变频空调电气控制系统设计的探讨
关于变频空调电气控制系统设计的探讨发布时间：2023-02-06T07:20:09.396Z 来源：《中国电业与能源》2022年9月17期作者：蒲志成[导读] 随着人们生活质量的提高，家庭空调似乎逐渐成为许多家庭和企业的基本必需品蒲志成广东积微科技有限公司摘要：随着人们生活质量的提高，家庭空调似乎逐渐成为许多家庭和企业的基本必需品，人们不再满足于空调的供暖和制冷功能，而是需要更舒适的功能，这就需要变频空气调节技术的发展。
由于选用变频空调作为实时控制方式，通过电气控制器实时调节被监测的空气参数，为人类创造了一个高效、节能、健康的空气环境。
正因为如此，变频空调引起了社会各界的广泛关注。
关键字：智能变频空调；电器监测；系统产品引言空气调节系统在人们日常生活中的使用率越来越高，特别是随着科学技术的不断发展，大型集中空气调节系统的普及率也在不断提高。
中央空调系统给人们带来了舒适、方便的生活体验，但同时也消耗了大量的能源。
原因是现时的中央空气调节系统是按照最大负荷量购买和使用，但在实际运作过程中，大部分时间都是以低负荷量运作，整个系统的能源消耗率非常高。
近年来，中国大力倡导建设节能型社会，把降低能耗、提高效率摆在重要位置。
在这种情况下，传统的中央空气调节系统的运作模式已不能适应，必须采取更合理的控制模式。
变频控制是一个很好的选择。
利用变频技术对中央空调系统进行有效控制，对提高能源利用率具有深远的积极意义。
1空调系统工作的基本原理1.1空调系统制冷制热的基本原理空气调节系统的压缩机将制冷剂蒸汽从低压状态压缩至高压状态，为制冷剂液体在蒸发器中低温蒸发和冷却，并在冷凝器中室温液化创造条件。
压缩机连续吸入和排出气体，使制冷循环可以重复。
在空调制冷循环中，室外换热器为冷凝器，室内换热器为蒸发器。
此时，当四通阀线圈中的电流被切断时，阀芯由于重力而下落，从而使压缩机排气口连接到室外冷凝器，吸气口连接到室内蒸发器。
在空气调节加热循环中，四通阀被切换，线圈被激发产生磁场，阀芯被吸到上部位置，压缩机排气口连接到室内热交换器，吸气口连接到室外热交换器。
变频空调系统的优化设计与控制
变频空调系统的优化设计与控制随着科技的不断发展和人们对室内环境舒适度要求的不断提高，空调系统已成为现代居家生活中必不可少的设备之一。
而作为目前市场上主流的空调系统之一，变频空调系统由于其能力更强、性能更可靠，更加节能环保等特性，受到越来越多的人们青睐。
然而，在变频空调系统的使用中，可能存在一些问题，如噪音较大、节能效果不佳、维护难度较高等。
为了解决这些问题，需要对变频空调系统进行优化设计和控制，从而提高其整体性能和可靠性。
一、设计优化1. 利用先进的控制技术现阶段，随着人工智能技术的发展以及传感器的普及，空调系统的控制技术也在不断进步。
如能够通过温度、湿度、气流、光线等多种传感器信息来准确地控制室内温度和湿度，以实现最佳的舒适度。
此外，应用于智能控制系统的模糊控制算法和神经网络算法，也能够进一步提高空调系统的控制精度和性能。
2. 优化空气循环系统空调系统中的空气循环系统是实现环境舒适度的重要部分。
因此，在设计中，需要对其进行优化，以适应不同的使用环境和需求。
首先，应针对房间的大小和使用人数等因素，确定合理的冷热负荷，并设计相应的空气循环系统。
其次，在空气过滤系统中，应选用高效的滤网，以保证排出的空气质量达标。
最后，应注意空气循环系统中的噪音问题，不断优化设计，将噪音降至最低。
3. 节能降耗变频空调系统之所以受到人们的青睐，正是因为其具有良好的节能效果。
不过，为了更好地发挥其优势，还需进行优化。
首先，应根据房间的面积和使用情况，选用合理的空调机型。
其次，应选用高效的冷媒和控制器，以提高整个系统的效率和能耗。
最后，在冷热负荷不大的情况下，可以采用非制冷方式，如自然通风、换气等，以减少空调系统的使用。
二、控制优化1. 控制策略在变频空调系统中，控制策略的选择对其性能影响较大。
常见的控制策略有开-关控制、PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
其中，PID控制具有控制精度高，调节速度快等特点；模糊控制则可以应对多种复杂环境，提高系统的稳定性和鲁棒性；而神经网络控制则具有学习能力，可以不断优化系统的控制策略。
变频空调电气控制系统的设计
摘要随着空调器使用的日益普遍，人们更加重视空调器性能的提高。
变频式空调器以能效比高、调温快、使用舒适、节能显著的特点，一出现就受到人们的青睐，特别是应用了模糊控制技术，使其显出更加突出的优势。
目前国内空调器市场的竞争日益激烈，若想在激烈的市场竞争中占有一席之地，就必须具有舒适、节能、能效比高等特点，研制具有低成本的节能变频空调也就成为了未来空调市场的发展趋势。
本课题设计了变频空调器的电气控制系统，电控系统的作用是根据房间温度的变化以及用户的要求去控制空调器的运转部件—压缩机和风扇电机等，使室温合乎理想要求。
电控系统分为室内机和室外机两部分设计。
室内机、室外机各用一个单片机进行控制，二者通过通讯线进行通讯，以传递和交换信息。
室内机主要包括遥控器信号的接收电路，室内温度的检测电路，风扇电机控制电路和风门步进电机控制电路等，室内机的作用是完成温度的检测和温度的模糊控制运算等，对各部分电路进行控制，把空调器产生的冷空气或热空气传到室内的不同区域，实现均匀调节房间温度的目的。
室外机包括变频器电路、风扇控制电路、四通阀控制电路、温度检测电路和保护电路等。
变频器电路采用智能功率模块，利用专用单片机对其进行控制，使变频电路结构简洁、性能可靠。
室外机的作用是对室内机送来的控制信号进行分析，根据室外机的工作状态，通过变频器对压缩机转速进行控制，从而达到制冷或制热功率的调节，并对室外风扇电动机、电磁四通阀进行控制，对各种保护电路予以监测。
然后在硬件电路设计的基础上，编制了室内、外机的系统控制软件。
最后进行了系统的软硬件调试，从而完成整个电控系统的设计。
由于室温控制系统具有大滞后、时变性、非线性等特点，精确数学模型难以建立，传统PID控制方法效果差。
所以选定模糊控制方案，设计了二维模糊温度控制器。
然后针对常规模糊控制器主观性较强的缺点，提出了一种适于实时控制的模糊PID温度控制器，并通过仿真验证了这一方法的合理性。
关键词变频器;模糊控制;PID控制;单片机控制;系统仿真万方数据AbstractWiththeincreasinguseofairconditioner,peoplepaymoreattentiontothe improvementofairconditioner'sperformance.Becauseofitshighperformance, variable-frequencyairconditionerbecamepopularassoonasitappeared; especiallyfuzzycontroltechnologyisusedonit.Butthereisn'thome-made completelyvariable.frequencyairconditioner,withtheeverincreasingofair conditioner'sdemand,itisveryimportanttodesignourownvariable-frequency airconditioner.Anairconditioner'selectricalcontrolsystemisdesignedinthispaper.Itis usedtocontrolcompressorandfanmotortomakeroomtemperaturefitdemand accordingtotheroomtemperature'svarietyanduser'sdemand.Electrical controlsystemisdividedintoin-roompartandout-roompart.Thetwopartsare controlledbysingle-chipcomputer.Theycommunicatewitheachotherthrough onecommunicationline.In-roompartismadeupofremoterreceivecircuit, roomtemperaturedetectcircuit,fanmotorcontrolcircuitandwinddoorsteppin gmotorcontrolcircuit.Thefunctionsofthein-roompartincludetemperature detection,temperature'sfuzzycalculationandthecontrolofallthecircuits. Andasaresult,thispartachievesthegoalofregulatingtheroomtemperatureby puttingcoldorhotairtodifferentpartsoftheroom.Out-roompartincludes frequencyconverter,fancontrolcircuit，temperaturedetectcircuitand protectingcircuit.Thefrequencyconvertermakesthecircuitsimpleandreliab lebyemployingintelligentpowermoduleandspecialsingle-chipcomputer.The out-roompartisusedtocontrolthecompressor'sspeedviathefrequency converteraccordingtothesignalsfromin-roompartandthestatusofout-room part.What'smorethispartalsocontrolsfanmotorandelectrical-magneticfour passvalveandmonitorsalltheprotectingcircuits.Basedonthehardwarecircuits,thecontrolsoftwareforin-roomandout-roompartsisalsodesigned respectively.Finally,thehardwareandsoftwareisdebuggedandthedesignof wholeelectricalcontrolsystemisfinished. Becauseofthecharacteristicsofgreatdelay,timevaryingandnonlinearity, itisdifficulttogetanaccuratemathematicalmodelforthen万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文system.ConventionalPIDcontrollercannotworkwell，sofuzzycontrol technologyisselected.Atwo-dimensionfuzzytemperaturecontrolleris designedinthispaper.Consideringthedisadvantagesoftheconventionalfuzzy controller,areal-timeadaptivefuzzycontrollerispresented.Thesimulation resultsverifyittobereasonable.Keywordsfrequencyconverter,fuzzycontrol;adaptivecontrol;single-chip computercontrol;systemsimulation万方数据III哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第1章绪论1.1课题背景、来源及研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。
关于变频空调电气控制系统设计的探讨
关于变频空调电气控制系统设计的探讨摘要：随着生活质量的改善，家用空调几乎逐渐成为众多家庭或单位中的必需品，人们不再仅仅满足于空调的制热和制冷功能，而是要求更加舒适的功能，这就使得变频空调得到迅猛发展。
由于变频空调采用的是一种实时控制方式，通过电气控制系统对所检测到的空气参数进行实时调节，为人们提供—个高效节能且舒适的空间，正因如此，更使得变频空调受到社会各界人士的强烈追捧。
关键词：变频空调；电气控制；系统设计引言空调系统在人们日常生活中的使用率越来越高，尤其是随着科学技术的不断发展，大型中央空调系统的普及率也日益提升。
中央空调系统带给人们舒适便捷的生活体验，但同时也消耗掉大量能源。
其原因在于，现在的中央空调系统都是根据最大负载容量选购使用的，但实际运行过程中，大部分时间都是低容量状态运行，整个系统的能源消耗率很大。
近年来，我国大力倡导建设能源节约型社会，国家已经把降低能耗、提高效益摆在了重要位置。
在这样的背景下，传统中央空调系统的运行方式已经不能适应，必须采用更为合理的管控方式。
变频控制就是非常不错的一个选择，采用变频技术对中央空调系统进行有效管控，对于提高能源利用率具有比较深远的积极意义。
1空调系统工作的基本原理1.1空调系统制冷制热的基本原理空调系统的压缩机把制冷剂蒸汽从低压状态压缩至高压状态，创造了制冷剂液体在蒸发器中低温下蒸发制冷、在冷凝器中常温液化的条件。
压缩机不断地吸入和排出气体，才使制冷循环得以周而复始地进行。
空调制冷循环中，室外热交换器为冷凝器，室内热交换器为蒸发器。
此时四通阀线圈内的电流被切断时，阀芯因为重力作用而下落，使压缩机排气口与室外冷凝器接通，而吸气口与室内蒸发器接通。
空调制热循环中，四通阀切换，线圈通电产生磁场，阀芯被吸到上方位置，压缩机排气口与室内热交换器接通，吸气口与室外热交换器接通，此时制冷剂蒸汽流动方向改变，室内热交换器向室内散热而成为冷凝器，而室外热交换器成为蒸发器，制冷剂蒸发吸收室外热量。
直流变频空调控制方案
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。 压缩机采用无刷直流电机（120°）或永磁同步电机（180°），则变频就是直流变频。如果采用交流电机，则变频就是交流变频；另外，全直流变频是指压缩机、室内外风机均使用直流无刷电机，部分直流指只有压缩机使用直流无刷电机。
软件设计方案
PART 1
滑膜观测器磁通估计
速度计算
交轴PI调节器
开环闭环切换
IPARK逆变换
速度环PI调节器
SVPWM 波形发生器 CLARK逆变换
软启动
SVPWM 底层驱动
直流变频空调主要部件的作用1
直流变频空调主要部件的作用2
普通空调器采用毛细管调节制冷剂的流量，它的流量调节范围较小，仅适用于小型制冷系统，对于变频空调器来说，压缩机转速变化范围宽，要求制冷剂供液量的调节范围就越宽，而且调节反应速度要快。
电动式膨胀阀分直动型和减速型，目前多采用直动型四相脉冲步进电机(最高工作压差为2.75 MPa、l2V、垂直放置、流动方向可逆，焊接时阀体温度不能高于120℃)，当脉冲电压按一定顺序作用到电机线圈上，电机正反转，以带动针阀上升或下降，调节电子膨胀阀的流量。
直流变频空调与传统定频空调区别：
直流变频空调与交流变频空调区别一：
压缩机区别 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。
交流变频产品与直流变频产品主要区别在压缩机和控制系统两部分：
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。
关于变频空调电气控制系统设计的探讨
关于变频空调电气控制系统设计的探讨发布时间：2022-10-31T07:35:01.020Z 来源：《城镇建设》2022年12期第6月作者：陈振强[导读] 由于人们生活品质的提高，家电空调似乎已渐渐变成了许多家里以及企业中的基本生活必需品，而人们也不再只是满足于空调的制热与制冷功能，而且需要更为舒适的功能，这就要求变频空调技术获得了发展。
陈振强身份证号码：44098119870418**** 摘要:由于人们生活品质的提高，家电空调似乎已渐渐变成了许多家里以及企业中的基本生活必需品，而人们也不再只是满足于空调的制热与制冷功能，而且需要更为舒适的功能，这就要求变频空调技术获得了发展。
因为变频空调所选择的是一个实时控制方法，通过电气控制器对所监测到的空气参数进行了即时调整，为人类创造了一个高效节能且健康的空气环境，正因如此，更让变频空调引起了社会各界人士的极大关注。
关键字:智能变频空调;电器监控;系统产品引言定频空调与变频空调的控温方式相对来说还是有很大不同，在温度保护领域，变频空调一般采用改变压缩机的转速方法来保护房间的温度，而定频空调则为保护房间的温度控制而必须不断停、开压缩机。
在进行空调控制系统的选择的同时要掌握它的作用与原则，可以从根本上提升空调的工作效能。
1变频空调工作的基本原理变频空调则是利用一种变频逆变系统来调节压缩机的速度，再利用PWM调节进行变频器副边调节，在变频器的同步配合来变化电源的端电流，再通过调节压缩机的速度来调节压缩机的吞吐空气量和调整冷却时间。
冷气刚开始时，因为室内冷负荷很大，空气压缩机电机以高频率速度运作，使空气的冷却负荷达到最高，使室内气温可以在最短时间内降下来;当室内冷负荷减小，压缩机运作频次就相应下降，缩短空气的制冷量，而不是整个冷气停止时进行制冷量调整，降低了冷气的起停频次和气温变化。
2变频空调控制系统特点对定频的空调系统而言，压气机只有简单的运行和停机，却达到不了变频调压的效果。
家用变频空调电气控制系统设计
家用变频空调电气控制系统设计摘要：本课题设计的家用变频空调电气控制系统基于AT89S51单片机，总共分为两部分，分别是室内机系统和室外机系统，二者通过通讯线进行信息传输。
室内机系统的主要工作是对设定的温度与测得的实际温度进行比较然后通过一定的逻辑运算完成加速或者减速指令的传输，室外机系统由AT89S51单片机、SA8281芯片、IR2110驱动器、整流电路和三相逆变电路组成主要完成AT89S51单片机对压缩机的PWM变频调速控制。
关键词：变频空调；AT89S51单片机；PWM变频调速1 引言1.1 家用空调的发展历史及研究意义从美国成功研制出第一台空调算起,往后的20年里空调的服务对象一直是机器。
二十世纪二十年代空调开始进入家庭,家用空调应运而生。
1974年国产第一台空调CKF-3A在泰州市无线电元件九厂研制成功,经过四十多年的发展空调技术不断更新。
家用定频空调只能工作在标准电压和频率的环境下，因为供电频率不变所以只能通过控制继电器的开断来控制空调的启停，在调节温度的同时空调反反复复的启停对电网造成了污染并且消耗的电能较多。
家用变频空调通过变频器对压缩机进行调速，使空调不是通过简单的启停进行调温而是通过功率的不断变化进行温度调控，当与设定温度相差较大时空调功率增加，相反当空调接近设定温度时空调功率会减少到正常功率的百分之十以保证始终处于恒温状态，减少了空调的反复启停消除了压缩机启动时的峰值电流并且节约了电能。
在日常的生活工作中变频空调越来越多的取代定频空调为我们服务。
1.2 家用变频空调工作原理空调CPU通过变频器对压缩机进行调速从而改变空调的输出功率完成变频。
空调刚启动时，由于房间冷负荷大，空调压缩机电机高频运转，空调制冷量达到最大值，使室温在尽可能短的时间内下降；当房间温度接近设定温度时，压缩机的工作效率可相应降低，降低空调制冷量，实现系统制冷量的调节，减少空调的启停次数使温度变化更加平稳[1]。
变频空调电气控制设计说明
变频空调电气控制设计目录绪论31.1 实训背景来源与其探究意义31.2 空调器控制技术开展概况44671.3 用主要设计容7第 2 章方案论证92.1 空调器电控系统总设计方案92.2 空调器压缩机控制方案91112132.3 温度控制方案选择142.4 本章小结14第 3 章变频空调器电控系统设计163.1 电控系统总体结构163.2 室机组设计171718183.3 室外机组设计2020212223233.4 温度检测电路243.5 变频电路设计253.6 本章小结26第 4 章模糊控制器的设计274.1 模糊控制的根本原理274.2 变量模糊化274.3 模糊控制规那么确实定2930304.4 基于模糊推理的自调器PID控制器314.5 PID控制器参数自整定原那么324.6 模糊控制器的仿真334.7 本章小结34结论36致 37参考资料38绪论1.1 实训背景来源与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空气进展处理，使它的温度、湿度、气流速度和干净度到达所需的要求，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效劳。
空调器一般有冷风型空调器、电热冷风型空调器、热泵型空调器几种。
冷风型空调器只能用于降温调节；电热冷风型空调器一般是在原冷风型空调器上进展局部改进，增加电热局部而成；热泵型冷热两用空调是目前普遍采用的空调器。
制冷循环中，低温低压的液态制冷剂在蒸发器处吸收热量而汽化，经压缩机压缩成为高压、高温气体，在冷凝器散热冷凝成液态制冷剂，然后又经毛细管(或膨胀阀)降压节流成为低压、低温状态，如此反复循环，就可将室的热量排到室外，并通过室的风扇将冷却后的空气均匀地分布到室。
制热时，制冷剂的循环与此相反。
温度控制技术是热泵型冷热两用空调中最主要的控制技术，一个完整的温度控制系统主要包括三局部：温度传感器、温度控制器和温度调节器。
传统空调器的温度控制是通过温度传感器感受室温度变化来控制压缩机的运行和停止的，风扇那么在设定的速度下工作，这会造成受控环境温度变化较大，使人们在使用空调时仍不断感受到冷热的变化。
变频空调器的电气控制系统
变频空调器的电气控制系统在我国变频空调是90年代推出的新一代高性能空调，在其控制技术中采用智能控制,变频控制等高新技术与定频空调比较，变领空调具有以下优点：①快速制冷与制热。
②温度控制稳定，精度高。
③高效，节能。
④运转噪声低。
我国变频空调研究起步较晚,但发展速度较快，目前,变频空调研究已处于产品化阶段。
国内外变频空调器主要功能对比见表，3・1鼬牌触日捷城毗也:肚品即&中醐醐然力晟变频空调的电控系统主要考虑以下几点：1 .控制方式空调器由于其使用环境参数的不确定性，人的舒适性要求的不确定性等因素，决定其几乎不可能使用固定模型的控制方式，而模糊控制摆脱了模型不确定性影响，是比较适合于空调器的控制方式。
针对空调器对象有很多平衡点的特殊性，采用零点自适应模糊控制策略，既解决了温度控制稳定精度问题，又保证了空调控制的舒适性与快速性。
2 .噪声控制室内机噪声是空凋器噪声控制的首要问题。
室内机噪声主要来自风道摩擦噪声与电动机的电磁噪声，传统的PG电动机和抽头电动机，往往噪声较大。
直流无刷电动机由于具有噪声低的特点，在设计起静音运行的室内机时，常被采用。
34 .电网电压的适应能力普通的控制器适用的电压范围为电网电压波动上下10%,采用自适应空间矢量调制技术实现压缩机电动机运行电压补偿后，电网电压在上下20%范围被动时，仍具有较强的制冷、制热能力。
一、变频空调器控制单元组成・室内控制单元硬件由三部分组成：(1)室内机CPU主控板(2)室内风扇电动机驱动及开关电源控制板(3)遥控接收及显示控制板・室外控制单元由两部分组成：(1)室外机变频控制主回路S(2)室外机CPU控制板。
二、室内微电脑主控板电路工作原理下图中是变频式空调器室内微电脑主控板电气原理图。
微电脑主控板选用因特公司U87C196MC芯片作为系统主控芯片。
U87C196MC为16位电动机控制专用微处理芯片，芯片本身带有三相PWM波调制输出专用口，可用于驱动直流无刷电动机(风扇电动机)，该芯片具有较快的运行速度及可靠性。
家用空调电控系统设计
家用空调电控系统设计概述在当今社会，空调已经成为了家庭不可或缺的电器之一。
为了提高空调的使用体验，许多家用空调已经配备了电控系统。
本文将重点讨论家用空调电控系统的设计。
一、硬件设计1. 传感器选择空调电控系统需要使用各种传感器来获取环境信息，如温度、湿度等。
针对不同的传感器，需要选择适合的传感器类型和规格，并合理安排传感器位置，以确保准确获取环境数据。
2. 控制器选择控制器是电控系统的核心部件，它负责接收传感器数据并进行逻辑运算，最终控制空调的运行。
在选择控制器时，需考虑控制器的处理能力和稳定性，并确保其兼容性与可编程能力，以提供灵活的控制方式和未来的升级空间。
3. 操作面板设计操作面板是用户与电控系统进行交互的界面，因此应设计简洁、直观且易于操作。
可以考虑使用触摸屏、按键等方式来实现操作面板，并合理划分功能区域，方便用户调节空调的各项参数。
4. 通信模块设计为了方便用户通过手机或其他设备对空调进行远程控制，可以考虑在电控系统中加入通信模块，如Wi-Fi或蓝牙模块。
通过与家庭网络的连接，用户可以随时随地地进行空调的控制和监控。
二、软件设计1. 传感器数据处理控制器需要对传感器采集到的数据进行处理，以便根据环境情况进行智能调控。
在软件设计中，需要编写合适的算法和逻辑来处理传感器数据，并根据实际需求进行相应的控制策略调整。
2. 控制策略设计在软件设计中，应根据不同的场景和需求设计合理的控制策略。
例如，可以设计自动调温功能，根据环境温度自动调节空调的制冷或制热模式。
同时，还可以设计定时开关机功能，让用户可以预先设定空调的开关时间，提高能源利用效率。
3. 用户界面设计软件界面应设计简洁明了，用户可以轻松理解和操作。
可以提供图形化界面，显示当前环境数据、实时功率消耗等信息，并提供设置温度、风速等参数的功能。
同时，还可以增加数据统计功能，帮助用户掌握用电情况和节能潜力。
三、系统集成与测试在完成硬件和软件设计后，需要进行系统集成与测试。
变频空调电气控制设计说明
变频空调电气控制设计说明为了满足广泛的用户需求，空调行业已经采用了变频技术。
变频空调通过调整压缩机转速来控制冷却和加热效果，从而实现对室内温度的精确控制。
本文将详细介绍变频空调的电气控制设计。
一、变频空调电气控制原理变频空调的电气控制主要包括以下几个方面：供电系统、传感器系统、控制系统和驱动系统。
供电系统通过供电线路将电能传输到变频空调的各个部件中。
在供电系统中，还包括电源开关和保护设备，以保证电能稳定供应和安全使用。
传感器系统用于感知室内和室外的环境信息，包括温度、湿度、空气质量等。
传感器通过信号转换和放大电路将环境信息转化为电信号，然后传输给控制系统进行处理。
控制系统是变频空调的核心部件，它接收传感器系统传输的信息，并根据预设的温度要求和用户需求，对压缩机的转速进行调整。
控制系统使用先进的算法和控制策略，实现对空调运行状态的调控。
驱动系统通过变频器控制压缩机的转速。
变频器是一种电力电子设备，可以对电能进行调节和变换，将电源系统提供的稳定电压和频率转换为适合压缩机工作的电能。
驱动系统还可以实现对风扇和水泵等附属设备的控制。
二、变频空调电气控制设计要点1.稳定性设计：为了保证变频空调正常运行，电气控制系统需要具备高稳定性。
在供电系统中，应使用高质量的电源开关和保护设备，以防止电能波动和过载等问题。
在控制系统和驱动系统中，应选用可靠性较高的元器件和模块，同时需要进行充分的测试和调试，确保各部件之间的协调工作和通信正常。
2.精确控制设计：变频空调的优势之一是可以实现室内温度的精确控制。
为了实现精确控制，控制系统需要具备较高的计算和处理能力。
在控制算法的设计中，需要结合传感器系统提供的环境信息，采取合适的控制策略和算法，实现对压缩机转速的精确调控。
此外，还可以通过设置温度曲线和时间段等功能，满足用户个性化需求。
3.低功耗设计：为了降低能耗，电气控制设计需要考虑节能技术。
在供电系统中，可以采用高效率的电源设备和节能措施，减少能量的浪费。
实训用变频空调装置电控系统的改进设计
们送到 Ｃ Ｕ的控制寄存器 、 Ｃ 方式选择 寄存器 、 周期 寄存器 ， 按此
产生三相 ６路 Ｓ ＷＭ 驱动信 号 ， 动 ＩＭ， Ｐ 驱 Ｐ 完成 三相 Ｓ ＷＭ的 Ｐ
态。（ ） ４ 室外单片机根据 不断检 测到 的 电流 、 电压 的变化 信息
机那样 ， 电机控制 中需要复杂的硬件或软件来产生 ３ Ｐ 在 对 ＷＭ 波， 应用模式非常简单 ， 编程 比较容易 ， 这就 给熟悉 ８ Ｃ １系列 ０５
单 片机 的用户 ， 运用 Ｃ ０ ５ ４实现电机控制带来 了极大的方便。
阀的状态 等。（ ） ２ 室外单 片 机根 据室 内单 片机 传来 的控 制信
图 １ 变频 空调控 制系统框 图
在图 １ 所示的变频 空调 电控系 统 中， 内、 室 室外 主控制 板 的控 制核心都选用 了德 国西门 子 （ ＩＭＥ Ｓ 公 司生 产的专 用于 变 ＳＥ Ｎ ） 频调速控制的 ８位 微控 制器 Ｃ ｏ 。之所 以选 择 ｃ ｏ ， 由于 ５４ ５４ 是 它在结构 、 指令 和原理方 面与标 准的 ８ Ｃ １系列单 片机完全兼 ０５ 容， 它有特 殊的 ３对 Ｐ ＷＭ 波产生单元 ， 因此 ， 需像其 它单片 无
２ 控制流程 ．主
以及检测到的短路 、 电压 、 压等故 障的 故障信 息 ， 时采取 过 欠 及
适 当的保护措施 。 以保障变频空调的安全运行 。
目前在变频空调 上采用 的变频 压缩 机 按基 变频原 理来 分
有交流变频和直流变频两种 开式 。用 ｃ ｏ ５ ４单片机 只要用不 同
［ 收稿 日期 】 ２ １ ０— ５ ００—１ ２ ［ 作者简 介】 蔡书华 （９２ ，男 ， １６ 一） 湖北孝 感人 ，长沙 民政职业技 术学院电子信息工程系副教授。研究方 向 ： 制冷与控
变频空调控制系统设计与实现
变频空调控制系统设计与实现作为现代家居的重要组成部分，空调作为一种重要的家电产品在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。
而现在市面上主流的空调产品一般都采用了变频技术，因为这种技术不仅能够让空调更加节能环保，同时也可以更好地满足用户的个性化需求。
本文就针对变频空调的控制系统进行设计和实现，让其更好地达到节能、智能等方面的要求。
一、变频空调控制系统的基本设计我们知道，变频空调的基本工作原理就是通过控制压缩机的转速，来达到控制室内温度的目的。
因此，控制变频空调的核心就是需要掌握控制压缩机转速的关键技术。
在这方面，我们可以从以下三个方面考虑来进行设计：1. 传感器选型和制作温度传感器一般分为接触式和非接触式两种。
在变频空调的控制系统中，我们通常采用非接触式的温度传感器，通过悬挂在室内空气中，感应到温度数据后进行输入。
同时，还需要选用合适的制作材料来制作传感器，以保证其在各种复杂情况下均能正常工作。
2. 智能控制系统变频空调的智能控制系统需要具备良好的适应性和可拓展性，以便于实现对不同用户需求的满足。
因此，其需要采用良好的硬件和软件设计，能够对各种功能模块进行不同的组织和扩展。
3. 节能技术在变频空调的控制系统中，建立高效的节能机制是至关重要的。
除了采用高效能的压缩机、冷凝器和蒸发器等器件，我们还可以通过设计合适的电路以及调整各种动态参数等方法，来实现节能的目标。
二、变频空调控制系统的实现基于以上基本设计，我们可以进一步进行具体的实现，从而实现控制变频空调的目的。
其具体实现过程如下所述：1. 控制板的设计变频空调的控制板需要考虑到的是，如何将各个设备联系起来，并且如何保证设备之间的联系达到最优化。
为了实现这一目标，我们可以从以下几个方面进行考虑：（1）选用高品质的控制芯片，以保证整个控制系统具有良好的运作稳定性和易用性。
（2）考虑到系统的可靠性和安全性，我们需要进行充分的测试和优化，避免出现各种故障和意外。
变频空调电控系统+电路方框图详解
变频空调电控系统+电路方框图详解正文：电路板的外形认识：一般来说定频空调只有一块电路板，安装在空调室内机；但是某些特殊的机型，也有采用两块电路板的，比如以下：比较早期的空调，室内机也有设计两块电路板，分别为强电电路板和弱电电路板：变频空调有两块电路板，除了室内侧一块电路板，在室外机也有一块电路板；变频空调电路比较复杂，我们将花六十节课程的时间；跟大家分享，变频空调电路板的维修相关知识；很多同行认为维修板子，太复杂了，太花费精力，不如直接更换板子来钱快；但是一块板子需要几百元，如果学会了维修板子，通过分析空调故障现象，利用万用表就可以检查出板子的故障点，更换小电子零件就能将板子修好，可以节约一大部分的费用。
所以，学会修板子还是空调维修者必备的技能之一。
电路分析方法：可以把空调的电路板结构围绕单片机（或者CPU），将电路分成几大块，通过分别掌握各大块的功能和常见故障点，彻底掌握整块电路板的维修。
可以将电路板分成以下几个部分：电源电路、通讯电路、控制电路以及遥控电路等；电路方框图：大体可以分为室内机电路板方框图和室外机电路板方框图；室内机电路板：CPU单片机：输入+输出；输入：遥控信号、应急开关信号、室内温度检测、热交温度检测、过零检测电路、霍尔反馈信号、电源检测、通讯等信号输入；输出：室内风机电路、显示电路、风向电机输出电路、电加热输出、蜂鸣器等输出信号；三要素：供电、时钟、复位；电源电路：输出5V或者12V电压；5V给CPU供电、12V给低压继电器供电；通讯电路：内外机通讯线，室外机电路板：CPU单片机：输入+输出；输入：通讯电路、压缩机排温检测、室外热交温度检测、电源电压检测信号、压缩机过热等信号输入；输出：IPM模块输出，保护信号、位置检测、室外风机、压缩机、四通换向阀、电子膨胀阀等输出；三要素：供电、时钟、复位；电源电路：输出5V或者12V、15V电压；5V给CPU供电、12V 给低压继电器供电；15V给IPM模块供电。
变频空调控制系统设计机电一体化课程设计
目录1 空调器的发展和基本分类 (2)2 变频空调器的结构框图 (2)3变频空调器制冷制热的工作原理 (2)4 变频空调器的总体结构设计 (3)4.1硬件单元电路的设计 (3)4.2电源电路的设计 (3)4.3步进电机的控制电路的设计 (5)4.4各部分硬件的设计 (7)5 变频空调器的控制系统设计 (9)5.1 风机的控制电路 (9)5.2 变频空调模型分析 (11)5.2.1模型分析 (11)5.2.2 MATLAB仿真 (12)5.2.3仿真结果 (12)6 软件流程图和主程序 (12)6.1系统程序流程图 (12)6.1.1主程序设计 (12)6.1.2 路温度采集程序设计 (13)6.1.3 显示部分程序设计 (14)6.1.4 风摆电机控制程序 (14)1 空调器的发展和基本分类随着近年来我国人民生活水平的提高，空调越来越多的进入到普通家庭。
而定速空调与变频空调相比，存在高能耗，低效，温度波动大，舒适感较差等缺点。
本次变频空调的设计可以减小房间温度的波动，使人感觉到舒适，同时又能省电节能，而且使空调的控制功能增强，控制设计人性化，这就为空调控制器的设计提出了更高的要求。
设计提出以后就有了对变频空调的控制要求。
按季节来分：夏季温度较高，湿度较大，空调器可以降温和减湿。
冬季气温较低而且干燥，空调器可以升温和加湿。
本次设计是结合普通实物空调，在分析了其电气控制系统的基础上，针对普通空调的缺点，在充分考虑系统安全性与可靠性的基础上，对变频空调进行设计开发2 变频空调器的结构框图根据任务书可知，该系统需要人机界面（按键输入LCD1602显示），AD采样，以及单片机控制部分等模块，并且可以得到以下硬件系统框图图3硬件系统框图3变频空调器制冷制热的工作原理变频空调与普通空调或称定转速空调的主要区别是前者增加了变频器。
变频空调的微电脑随时收集室内环境的有关信息与内部的设定值比较，经运算处理输出控制信号。
简述直流变频空调室外机电控系统硬件设计
简述直流变频空调室外机电控系统硬件设计摘要：随着微电子技术的发展和各种控制理论及应用的进步，变频调速系统以其较高的性价比在众多行业和领域得到了广泛应用。
与交流变频技术相比，直流变频不要将直流电压再逆变成交流电压，节省了一次电压转换步骤，从而减少电流/电压在工作中的转变次数，提高了电能转化效率，降低了工作噪声。
伴随着电子电力技术、微电脑控制技术的也得到了发展，在家用空调的电控系统中的应用也是越来越成熟。
下面，本文就直流变频空调室外机电控系统硬件设计的相关要点进行探讨。
关键词：直流变频空调；室外机；电控系统；硬件设计1.直流变频空调概述直流变频空调是指采用直流变频控制系统以及相应的直流变频压缩机的空调器；节能效果最强；控温技术更精确。
在空调器中，变频技术是一项新兴的技术，它是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的运转转速的一种技术。
直流变频空调器的工作原理是把50Hz工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电路，功率模块也同样受微电脑控制，所不同的是模块所输出的是电压可变的直流电源，压缩机使用的是直流电机，所以直流变频空调器应该称为直流变速空调器。
直流变频空调器没有逆变环节，在这方面比交流变频更加省电。
“变频”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。
由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
2.直流变频空调室外机电控系统构成变频技术在家用空调的应用使得空调更加节能、环保、舒适，变频空调运用变频器可以自由调节压缩机的运转速度，它是根据室内空调的负荷来自动改变的，在室内负荷加大时，压缩机转速就加快，当负荷减小时，压缩机的转速也逐渐变小，保持室内温度的恒定。
作为直流变频空调的核心控制部分，室外机电控系统不仅需要实现对直流变频压缩机的调速控制，还需要实时采集各点温度传感器数据，完成一系列外围电气部件如电子膨胀阀、风机的控制，才能使系统的制冷、制热性能起着决定性的作用，直流变频空调室外机电控系统的结构复杂程度要远大于其它家用空调，系统功能也更为强大，对硬件要求也更高。
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介绍空调变频器的SPWM原理，并以西门子专用单片机C504构成的电控系统为例，说明变频空调器电控系统的基本结构、实现方法及关键技术。
1引言
空调系统目前已经广泛地应用于生产、生活中。
随着能源的日趋减少，大气污染愈加严重，节能已是1个不容忽视的问题。
众所周知，变频空调是1种集节能、舒适、静噪于一体的新型产品，它刚一问世，就显示出强大的生命力，可以预料，下世纪的空调将会以更快的步伐实现变频化。
变频空调结构如图1所示。
其中室内部分接收遥控器送来的控制信息，并根据室内空气温度、热交换器温度以及室外机送来的状态信息，经过模糊推理，向室外机送出控制信息，包括：变频压缩机运行频率、四通阀状态等。
室外机根据室内机送来的控制信息，产生SPWM波形，驱动压缩机在相应的频率上运转。
在运转控制过程中，随着室外温度的不同、压缩机排气温度的变化以及发热器件温度的变化自动调整运行频率，使压缩机始终处于最佳运行状态。
同时室外机还不断检测电流、电压的变化，检测短路、过电压、欠压等故障的发生，及时采取保护措施，以保障控制系统的良好运行。
研制的新型变频空调电控系统中，室内机、室外机的各种控制功能都是由SIEMENS公司生产的专用单片机C504完成的。
该类单片机除了一般单片机的通用功能外，还有1个专门用来驱动三相交流变频压缩机和无刷无传感器的直流压缩机的CCU单元，功能强大，性能好，编程方便。
2C504中CCU工作原理
一般变频空调压缩机分三相交流变频和直流变频两种。
C504单片机对这两种类型的压缩机都可以驱动，仅仅是编程方法不同而已。
图2为C504内部结构框图。
图中可看出C504由CPU,CCU及异步通信等3部分组成，其中CPU部分和8051完全兼容。
CCU部分是其最有特色的独立单元，它包括有独立的定时器、比较器、分频器和寄存器等，可脱离CPU独立工作，其目的是产生频率可变的三相正弦交流电。
2.1周期和偏置量的计算
假设脉宽调制频率为20kHz，即=20kHz，这就意味着的比较定时器1每隔50μs 产生一次中断，在其中断服务程序中形成新的脉冲宽度值，存入比较寄存器之中。
由于依时间而变的脉冲序列的脉宽要符合正弦波形的要求，因此实时计算脉宽是不可能的。
最通用的方法是在内存建立一个正弦表，在中断服务程序执行过程中周期地读出，送到比较寄存器中，以便形成SPWM波形。
在设计中，我们把确定PWM周期的比较定时器1设置成模式1状态，即所谓双边调制状态。
这时定时器1正向计数满后，立即反向计数，下溢出后提出中断请求。
因之置入定时器
2.2正弦波形成原理
CCU的PWM有单边调制和双边调制两种，通过初始化设置，可以任意选择。
本文只讨论谐波量比较小的双边调制。
三相SPWM波形的产生，是由软件配合CCU内部复杂的硬件结构确定的。
脉冲宽度取决于SPWM比较寄存器所存储数据值的大小，这6个寄存器（均为16位）共分3组，分别定义为
CCL0,CCH0,CCL1,CCH1,CCL2,CCH2，而且3组相互独立。
在每个SPWM周期之前，都由CPU经过正弦表查得，并存入这些寄存器中。
若内部定时器1的计数值超过寄存器的值，则对应的输出端口被触发，从而输出1组极性相反的PWM矩形波（其占空比取决于比较器中的值），见图3。
每次内部定时器反向计数结束时，产生下溢中断请求，开始新1个PWM周期，并在中断服务程序中产生相应参数。
上下桥臂之间的死区的大小，由信号的偏移量决定，该值存于偏置量寄存器中，定义为CT10FX，1个桥臂的驱动波形形成过程如图3所示，一旦周期值（输入到比较定时器1中）、偏移量、3个比较器的值已经输入，当专门用于对比较器定时的内部定时器1被激活后，CCU在没有CPU干预的情况下，独立运行，产生3组独立的PWM脉冲，脉冲宽度值依据置入比较器的值而定。
3电机驱动部分的基本硬件结构
图5（a）给出了一般三相异步电机驱动框图，全桥的三组桥臂分别由
CCO,COUTO;CC1,COUT1;CC2、COUT2驱动，电流值由传感器检测，送至C504的A/D 转换单元进行测试。
图5（b）,（c）为直流无刷电机的驱动方式，其中图5（b）为内置传感器型的，而图5（c）为无内置传感器，而采用增量位置解码方式工作的。
4变频空调室外机驱动部分的设计
图6所示为我们研究的BPK－II型变频空调电控系统室外机驱动部分的电原理图。
从图中，可看出驱动部分共分3大部分：整流部分、逆变部分和控制部分。
其中整流部分包括交流滤波、尖峰吸收、电流检测、整流、滤波等电路。
逆变部分包括IPM模块（PM20CTM060）、工作电源部分、光电隔离部分、驱动部分。
控制部分主要由C504构成。
C504根据室内机送来的控制信息，以及压缩机温度、室外温度和热交换器的温度，选择恰当的运行频率和有关控制信息，通过CPU送入CCU相应的寄存器和定时器1，并起动定时器1，使SPWM脉冲串通过CCO，COUTO；CC1，COUT1；CC2、COUT2输出，经74AC04驱动电路，驱动光耦PS2501，最后送入IPM模块，产生三相正弦波，驱动压缩机电机运转。
在驱动部分中，能对交流电电压、电流进行检测，并进行过、欠压、过流保护，同时能根据压缩机温度、热交换器温度和室外温度的变化，调整运行频率，使压缩机脱离危险运行区，避免故障关机的发生。
当压缩机运行在危险状态时，如严重过流、压缩机过热（超过120℃）时，能迅速关机，保护系统的安全。
PM20CTM060
是IPM模块，具有完备的内部保护措施，一旦进入故障状态，F0输出低电平，除关闭外部5V电源外，还通过C504⑨脚通知CPU进入故障状态。
5结语
对于目前通用型分体变频空调控制系统，用C504作为室内机、室外机控制芯片，不但可以满足功能的需要，而且从可靠性上得到了提高。
该芯片适应温度范围广，其中SAB－C504，：0℃～70℃；SAF－C504，：－40℃～85℃；SAH－C504，：－40℃～110℃；SAK－C504，：－40℃～125℃。
其工作频率有12MHz，24MHz
和40MHz3种。
因此，在IPM模块斩波频率和发热允许的情况下，可以使大于10kHz 以上，适应范围较宽。
如果要开发“一拖多”分体机，可以使用同类型的C508作为控制芯片。