关于变频空调变频器技术的研究

摘要：本文主要是分析变频技术，同时简要介绍变频空调的基本构造和工作原理，提出相对应的意见和建议，更好的促进变频技术和变频空调的发展。

关键词：变频技术;变频空调;工作原理

引言：

科学技术日新月异的发展，对提高人们的生活质量起了非常重要的作用，在人们的日常生活和工作中，空调随处可见，变频技术已经广泛的运用到人们的生活工作中，变频空调为人们带来很多的便利，不仅可以制冷制热，最重要的是符合节能省电的时代主题。

1变频器原理

1.1变频器的基本概念

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至130Hz的变化频率，使空调完成了一个新革命。同时，还使电源电压范围达到142V至270V，彻底解决了由于电网电压的不稳定而造成空调器不能正常工作的难题。其实变频空调中最主要的就是變频器，变频器的工作过程是在电路中将稳定频率电压的交流电转化为直流电，然后将转化的直流电再转化为可变频率和电压的不同的交流电流，这就是变频器的基本概念。

1.2变频器的基本构造及工作原理

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，变频空调就是一种使用变频压缩机和模糊控制技术的空调器，能根据室内气温的变化，调节制冷速度。一个15平方米的房间，变频空调比定频式调温速度快6-10分钟。达到设定温度后，变频空调又能以仅为定频空调10%的功率低速运转，以调节温度细微损耗，维持恒温状态。

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。

“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。

变频空调每次开始使用时，通常是让空调以最大功率、最大风量进行制热或制冷，迅速接近所设定的温度。由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式，增大了在低温时的制热能力，最大制热量可达到同级别空调器的1.5倍，低温下仍能保持良好的制热效果。此外，一般的分体机只有四档风速可供调节，而变频空调器的室内风机自动运行时，转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化，由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理，实现了低噪音的宁静运行。当空调高功率运转，迅速接近所设定的温度后，压缩机便在低转速、低能耗状态运转，仅以所需的功率维持设定的温度。这样不但温度稳定，还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减，而且耗电量大大下降，实现了高效节能。

2变频空调

2.1变频空调控制系统

变频空调控制系统是由两台微型计算机控制，其中一台装在外室机上，这两台微型计算机通过信号线进行信息传递。遥控装置发射红外信号，无线电接收器根据接收到的红外线信号输出控制指令送入到室内微处理器，室内微处理器将信号译码，对室外机实行控制，同时把对应于压缩机运转频率的指令信号送到室外机，室外机按照室内机传来的指令信号线频率器输出压缩机运转频率信号，变频器按照指定频率输出。

2.2变频空调各组成部分及其原理

变频空调的室内机与室外机可以相互通信，并分别被两个单片机控制。整个控制系统由智能功率模块、电源板、室内板、开关板、室外主控板和变频压缩机等几大部分组成。整个系统的被控对象是变频压缩机，与定速空调器相比，变频空调器采用的供电电源频率可调，因而具有高效节能、温度波动小、舒适度高、运行电压范围宽、传感器控制精确、超低温运行时适应性强、良好的独立除湿功能等优良性能，变频压缩机采用交流异步电动机、永磁同步电机或开关磁阻电机;智能功率模块采用六封装或七封装的gto、igbt等电力电子器件，并将过流、过热、欠压保护、gto或igbt的驱动等电路集成于一体;电源板是将市电通过桥式整流、滤波、稳压以后得到直流电流供给ipm模块，逆变输出频率可变的三相交流电供给变频压缩机;室内板和室外主控板是整个系统的灵魂和核心，分别采用了两块单片机，随着科学技术的发展，现在的控制器件则普遍采用了数字信号处理器来处理各种输入的指令信号（如房间的设定温度）和反馈信号（如房间的实际温度），使控制更加准确和可靠，因此，这种变频空调，有人称为“数字变频空调”。室外主控板完成变频三相电源的控制算法，同时进行室外环境温度检测、冷凝器温度检测、排气温度检测、交流电压、交流电流检测完成相应的保护、处理、通信功能;室内板进行室内风机、室温检测、蒸发器温度检测、室内外通信、摆风/空气清新控制，完成遥控接收、液晶显示蜂鸣器驱动，从而实现人机对话。

3结语

随着时代的不断进步，变频空调也在不断地进行改进和创新发展。相对于以前的变频空调，现在的变频空调更加的节能省电，最重要的是环保舒适，同时更加的人性化，更加的贴合时代的发展主题，提高了人们的生活质量。

参考文献：

[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].机械工业出版社，2001.

[2]变频器的应用与维护[J].电气时代，2005（08）：78-78.

[3]赵春云.《空调器原理、安装及电脑控板维修使用技术》.

作者简介：马登良（1963-），男，山东淄博职业学院，副教授，主要从事教育教学及其研究工作。