變頻空調(diào)器與定速空調(diào)器的區(qū)別：
1）壓縮機(jī)不同：
定速空調(diào)器的壓縮機(jī)運(yùn)行頻率不可變。E.g. 50Hz
變頻空調(diào)器的壓縮機(jī)運(yùn)行頻率可以變化。E.g. 30Hz~120Hz。
2）控制器不同：
變頻空調(diào)器的控制器遠(yuǎn)比定速空調(diào)器復(fù)雜。
3）輸出能力不同：
在一個(gè)工況下定速機(jī)只有一個(gè)能力輸出；變頻機(jī)的輸出能力是一個(gè)范圍。
4）舒適性不同：
變頻空調(diào)器的舒適性比定速空調(diào)器的好；可以快速制冷或制熱；溫度波動(dòng)小。
變頻空調(diào)器的原理：
從能量的轉(zhuǎn)換上可把變頻控制分為交流到交流變頻與交流→直流→交流變頻。
對(duì)家用電器的變頻控制而言，不管是交流變頻還是直流變頻都是通過(guò)交流→直流→交流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)的。
要得到可調(diào)頻率的交流電，首先要把220V-240V的交流市電整流為直流電，然后再由直流電變?yōu)榭烧{(diào)頻率的交流電，從而完成變頻的過(guò)程，見下頁(yè)圖所示：
變頻空調(diào)器的分類：
交流變頻空調(diào)器，直流變頻空調(diào)器。
交流變頻空調(diào)器原理：
交流變頻依據(jù)原理：n=60f(1-s)/p
n—壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，f—壓縮機(jī)供電頻率， p—電機(jī)極對(duì)數(shù)，s—轉(zhuǎn)差率。
所有的交流異步電動(dòng)機(jī)都滿足以上這個(gè)公式，交流變頻壓縮機(jī)也同樣如此。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，交流變頻是通過(guò)改變壓縮機(jī)的供電頻率f，這樣，在p與s不變的情況下，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度就會(huì)跟隨頻率的變化而變化。
異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1=4.44kfN1Ф（k—電機(jī)繞組系數(shù)；N1—每相定子繞組匝數(shù)；Ф—每極磁通）。
由于定子阻抗上的壓降很小，可以忽略，可以認(rèn)為：U1=E1=4.44kfN1Ф。
實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通常希望保持Ф不變。因?yàn)椐兜脑黾?，將?dǎo)致鐵心的飽和，進(jìn)而引起勵(lì)磁電流的上升，使得鐵損急劇增加。而Ф減小，則鐵心未得到充分的利用，使得輸出轉(zhuǎn)矩下降。
要改變頻率f的大小，電機(jī)定子電壓U1必須隨之同時(shí)發(fā)生變化，即在變頻的同時(shí)也要變壓。這種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法稱為VVVF（Vairble Voltage Varibe Frequency），簡(jiǎn)稱為V/F變頻控制。
V-F曲線示意圖：
交－直－交變頻器根據(jù)VVVF調(diào)制技術(shù)不同，分為PAM和PWM兩種。
PAM是把VV和VF分開完成的，稱為脈沖幅值調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation）方式，簡(jiǎn)稱PAM方式。
PWM是將VV與VF集中于逆變器一起來(lái)完成的，稱為脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）方式，簡(jiǎn)稱PWM方式。
直流變頻空調(diào)器原理：
從整機(jī)形式上看，直流變頻可分為全直流變頻與部分直流變頻。
全直流變頻是指壓縮機(jī)、室內(nèi)外風(fēng)機(jī)均使用直流無(wú)刷電機(jī)，部分直流指只有壓縮機(jī)使用直流無(wú)刷電機(jī)。
直流變頻名稱的由來(lái)
家用電器上，直流變頻最常用（也是一直以來(lái)都在使用）的是無(wú)刷直流電機(jī)，為了把這種變頻與交流變頻進(jìn)行區(qū)別，人們習(xí)慣上把使用了無(wú)刷直流電機(jī)的變頻家電稱為直流變頻家電。
和電子膨脹閥、無(wú)氟空調(diào)一樣，直流變頻是一個(gè)約定俗成的詞語(yǔ)，這種命名方法有一定的誤導(dǎo)性。
所以，直流變頻并不是說(shuō)壓縮機(jī)是直流電供電，它的轉(zhuǎn)化方式上與交流變頻一樣，都是采用交-直-交的方式。供給壓縮機(jī)的電壓還是交流的信號(hào)。這種電機(jī)實(shí)際也是一種交流電動(dòng)機(jī)。
無(wú)刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)：
直流變頻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
用裝有永磁體的轉(zhuǎn)子取代有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子磁極，用具有多相繞組的定子取代電樞，用位置傳感器及控制器組成的電子換向器取代傳統(tǒng)的機(jī)械換向器和電刷。這樣，就得到了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。
由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)的直流電機(jī)，無(wú)論是結(jié)構(gòu)還是調(diào)速性能都有很多相似之處，所以人們習(xí)慣把這種電機(jī)稱為無(wú)刷直流電機(jī)。
無(wú)刷直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須實(shí)時(shí)檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位置，從而進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)換相，保證電機(jī)平穩(wěn)地運(yùn)行。
實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)位置檢測(cè)通常有兩種方法，一是利用電機(jī)內(nèi)部的位置傳感器（通常為霍爾元件）提供的信號(hào)；二是檢測(cè)出無(wú)刷直流電機(jī)相電壓，利用相電壓的采樣信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后得出。
由于壓縮機(jī)電機(jī)無(wú)法安裝位置傳感器，所以直流變頻空調(diào)的壓縮機(jī)都采用后一種方法進(jìn)行電機(jī)換相。
直流變頻所用電機(jī)學(xué)術(shù)上稱為“自控式永磁同步電動(dòng)機(jī)”屬于交流電動(dòng)機(jī)范疇。
自控式永磁同步電動(dòng)機(jī)根據(jù)定子繞組的不同主要分為兩大類，方波型永磁同步電動(dòng)機(jī)與正弦波型永磁同步電動(dòng)機(jī)。
方波型永磁同步電動(dòng)機(jī)也稱為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（Brushless DC Motor —BLDCM ），繞組一般為分布式，反電動(dòng)勢(shì)為梯形波，驅(qū)動(dòng)方式為120度方波；
正弦波型永磁同步電動(dòng)機(jī)也稱為永磁同步電動(dòng)機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor —PMSM），繞組一般為集中式，反電動(dòng)勢(shì)為正弦波，驅(qū)動(dòng)方式為180度正弦波；
方波型與正弦波型永磁同步電動(dòng)機(jī)對(duì)比
無(wú)刷直流電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)和電流波形（一相）：
無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)際電流波形（一相）：
根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式的不同，直流變頻的電機(jī)可以分為IPM與SPM兩種。
SPM表面型磁極(Surface Permanent Magnetic)：將永久磁鐵配置于轉(zhuǎn)子表面；
IPM表面型磁極(Interior Permanent Magnetic)：將永久磁鐵嵌入于轉(zhuǎn)子內(nèi)部；
從電機(jī)效率上看，壓縮機(jī)采用IPM型比SPM型要高；
這兩種電機(jī)形式對(duì)電控驅(qū)動(dòng)沒(méi)有影響。
變頻空調(diào)主要元器件：
變頻模塊是實(shí)現(xiàn)由直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姀亩?qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵器件，又稱為IPM（Intelligent Power Module）模塊。它是一種智能的功率模塊，它將6個(gè)IGBT管連同其驅(qū)動(dòng)電路和多種保護(hù)電路封裝在一起，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。從其驅(qū)動(dòng)電路使用的電源數(shù)目又可分為單電源與四電源兩種。主要廠家：日本三菱、三洋、東芝等。
變頻模塊（IPM）內(nèi)部簡(jiǎn)圖：
注：三菱PM系列模塊內(nèi)置保護(hù)：過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、短路、過(guò)熱。
室外主控芯片：
變頻空調(diào)的核心算法及室外控制均由室外芯片完成。目前在交流上使用的是美國(guó)TI公司的DSP芯片，且已實(shí)現(xiàn)掩膜。DSP即Digital Signal Processor，是數(shù)字信號(hào)處理器的簡(jiǎn)稱，與一般的單片機(jī)相比，DSP在運(yùn)算速度、信號(hào)的處理、電機(jī)控制方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。直流變頻目前在開發(fā)階段，采用的是美國(guó)AD公司的DSP芯片。
Note：對(duì)于廣告宣傳的“使用DSP芯片速度大大可以提高、加快溫度采樣，使室內(nèi)溫度控制在±0.5℃”的說(shuō)法是不確切的，因?yàn)镈SP的運(yùn)算速度與溫度控制沒(méi)有直接關(guān)系。
整流橋堆：完成電源由交流到直流的轉(zhuǎn)換（220V交流變?yōu)?10V直流）；室外電控盒中另外一個(gè)整流橋堆不做整流用，而是用做一對(duì)二極管，配合電抗器，用以提高整機(jī)功率因素。
大電抗器：變頻空調(diào)室外控制器一般都有大電抗器，目的是為了提高整機(jī)的功率因素及通過(guò)諧波電流測(cè)試。為了符合3C標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)諧波電流測(cè)試，分體機(jī)上采用了兩個(gè)電抗器的無(wú)源功率因素矯正方法。與日本廠家的有源方式相比，降低了成本，提高了可靠性。
濾波器：為了通過(guò)EMC測(cè)試的干擾功率及干擾電壓測(cè)試而采用的一種一體化濾波器件。
大直流濾波電容：電解電容，用做直流電源濾波，視功率不同，每套控制器使用3-6個(gè)（560uf/個(gè)）。
放電管：用以防止室外造受雷擊，而損壞電控。
光耦：用于芯片到模塊間驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳送及隔離，另外在室內(nèi)外通訊上也使用。室外控制板一共使用了9個(gè)光耦器件。
風(fēng)機(jī)變頻器系統(tǒng)機(jī)器原理：
變頻器—接線
變頻器—硬件結(jié)構(gòu)及功能：
變速恒頻控制原理：
變速恒頻：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)速的變化，定子側(cè)恒頻恒壓輸出。
f1—定子電流頻率，與電網(wǎng)頻率相同；
p—電機(jī)極對(duì)數(shù)；
fm—轉(zhuǎn)子機(jī)械頻率，fm=n/60（n為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）；
f2—轉(zhuǎn)子電流頻率；
n小于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速ns時(shí)，處于亞同步運(yùn)行狀態(tài)，上式取正號(hào)，此時(shí)變流器向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供交流勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)由定子發(fā)出電能給電網(wǎng)；
n大于ns時(shí)，處于超同步運(yùn)行狀態(tài)，上式取負(fù)號(hào)，此時(shí)發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子發(fā)出電能給電網(wǎng)，變流器的能量逆向流動(dòng)；
n等于ns時(shí)，處于同步運(yùn)行狀態(tài)，f2=0，變流器向轉(zhuǎn)子提供直流勵(lì)磁；
因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，即pfm變化，若控制f2相應(yīng)變化，可使f1保持恒定不變，即與電網(wǎng)頻率保持一致，也就實(shí)現(xiàn)了變速恒頻控制。
過(guò)電流保護(hù)：
過(guò)電流—過(guò)載和短路兩種情況：
保護(hù)措施：
同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施，提高可靠性和合理性。
電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過(guò)電流繼電器整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作。
變頻器的過(guò)電壓—外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓；
外因過(guò)電壓：主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)操作過(guò)程等外因；
操作過(guò)電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起；
雷擊過(guò)電壓：由雷擊引起；
內(nèi)因過(guò)電壓：主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過(guò)程；
換相過(guò)電壓：晶閘管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會(huì)由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓。
關(guān)斷過(guò)電壓：晶閘管關(guān)斷時(shí)，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓。
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