第一章變頻空調器基礎知識

    本章介紹變頻空調器的基礎知識，主要內容有變頻空調器與定頻空調器硬件區別、工作原理及分類、單元電路對比、控制功能、特殊電氣元器件和智能功率模塊（IPM）。

    第一節 變頻空調器與定頻空調器硬件區別
    本節選用海信空調器兩款機型，比較兩類空調器硬件之間的相同點與不同點，使讀者對變頻空調器有初步的了解。定頻空調器選用典型的機型KFR-25GW；變頻空調器選用KFR-26GW/11BP，是一款最普通的交流變頻空調器。

    一、室內機
    1．實物
    實物如圖1-1所示，兩類空調器的進風格柵、進風口、出風口、導風板、顯示板組件的設計形狀和作用基本相同，部分部件甚至可以通用。

    2．主要部件設計位置
    實物如圖1-2所示，兩類空調器的主要部件設計位置基本相同，包括蒸發器、電控盒、接水盤、步進電機、導風板、貫流風扇及室內風機等。

    3．制冷系統
    實物如圖1-3所示，兩類空調器中設計相同，只有蒸發器。

    4．通風系統
    實物如圖1-4所示，兩類空調器的通風系統使用相同形式的貫流風扇，均由帶有霍爾反饋功能的PG電機驅動，貫流風扇和PG電機在兩類空調器中可以相互通用。

    5．輔助系統
    接水盤和導風板在兩類空調器中的設計位置與作用相同。
    6．電控系統
    兩類空調器的室內機主板在控制原理方面的最大區別在于：定頻空調器的室內機主板是整個電控系統的控制中心，對空調器整機進行控制，室外機不再設置電路板；變頻空調器的室內機主板只是電控系統的一部分，工作時處趣輸入的信號獷處理后傳送至室外機主板，才能對空調器整機進行控制，也就是說室內機主板和室外機主板一起才能構成一套完整的電控系統。
   （1）室內機主板
    由于兩類空調器的室內機主板單元電路相似，在硬件方面有許多相同的地方。其中不同之處在于：定頻空調器的室內機主板使用3個繼電器為室外機壓縮機、室外風機、四通閥線圈供電；變頻空調器的室內機主板只使用1個繼電器為室外機供電，并增加通信電路與室外機主板傳遞信息，實物如圖1-5所示。

     （2）接線端子
    從兩類空調器接線端子上也能看出控制原理的區別，實物如圖1-6所示。定頻空調器的室內外機接線端子上共有5根引線，分別是地線、公用零線、壓縮機供電引線、室外風機供電引線和四通閥線圈供電引線；而變頻空調器只有4根引線，分別是相線、零線、地線和通信線。

    二、室外機
    1．實物
    實物如圖1-7所示，從外觀上看，兩類空調器進風口、出風口、管道接口、接線端子等部件的位置與形狀基本相同，沒有明顯的區別。

    2．主要部件設計位置
    實物如圖1-8所示，室外機的主要部件有冷凝器、軸流風扇、軸流電機、壓縮機、毛細管和四通閥等，電控盒的設計位置也基本相同。

    3．制冷系統
    在制冷系統方面，兩類空調器中的冷凝器、毛細管、四通閥、單向閥與輔助毛細管等部件設計的位置與工作原理基本相同，有些部件可以通用，實物如圖1-9所示。

    兩類空調器在制冷系統方面最大的區別在于壓縮機，其設計位置和作用相同，但工作原理（或稱為方式）不同：定頻空調器供電為輸入的市電交流220V，由室內機主板提供，轉速、制冷量、耗電量均為額定值；而變頻空調器壓縮機的供電由模塊提供，運行時轉速、制冷量、耗電量均可連續變化。
    4．通風系統
    實物如圖1-10所示，兩類空調器的室外機通風系統部件為軸流風扇及軸流電機，工作原理和外觀基本相同，軸流電機均使用交流 220V供電；不同的地方是，定頻空調器由室內機主板供電，變頻空調器由室外機主板供電。

    5．制冷／制熱狀態轉換
    兩類空調器的制冷／制熱狀態轉換部件均為四通閥，實物如圖1-11所示，工作原理與設計位置相同，四通閥在兩類空調器中也可以通用，四通閥線圈供電均為交流220V；不同的地方是，定頻空調器中由室內機主板供電，變頻空調器中由室外機主板供電。

    6．電控系統
    兩類空調器硬件方面最大的區別是室外機電控系統，區別如下。
   （1）室外機主板和模塊
    實物如圖1-12所示。定頻空調器室外機未設置電控系統，只有壓縮機啟動電容和室外風機啟動電容；而變頻空調器則設計有復雜的電控系統，主要部件是室外機主板和模塊等。

   （2）壓縮機啟動方式
    實物如圖1-13所示。定頻空調器的壓縮機由電容直接啟動運行，工作電壓為交流220V、頻率50Hz、轉速約2 800r/min。變頻空調器壓縮機由模塊供電，工作電壓為交流30～220V、頻率15～120Hz、轉速1 500～9 000r/min。

  （3）電磁干擾保護
    實物如圖1-14所示。變頻空調器由于模塊等部件工作在開關狀態，電路中的電流諧波成分增加，功率因數降低，因此在電路中增加了濾波電感等元件，定頻空調器則不需要設計此類元件。

   （4）溫度檢測
    實物如圖1-15所示。變頻空調器為了對壓縮機的運行進行最好的控制，設計了室外環溫傳感器、室外管溫傳感器、壓縮機排氣溫度傳感器；定頻空調器一般沒有設計此類器件（只有部分機型設置有室外管溫傳感器）。

    三、結論
    1．通風系統
    室內機均使用貫流式通風系統，室外機均使用軸流式通風系統，兩類空調器相同。
    2．制冷系統
    制冷系統均由壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發器四大部件組成，區別是壓縮機工作原理不同。
    3．主要部件設計位置
    主要部件設計位置兩類空調器基本相同。
    4．電控系統
    兩類空調器電控系統的工作原理不同，硬件方面室內機有相同之處，最主要的區別是室外機電控系統。
    5．壓縮機
    這是定頻空調器與變頻空調器最根本的區別，變頻空調器的室外機電控系統就是為控制變頻壓縮機而設計的，也可以簡單地理解為，將定頻空調器的壓縮機換成變頻壓縮機，并配備與之配套的電控系統（方法是增加室外機電控系統，更換室內機主板部分元器件），那么這臺定頻空調器就可以稱為變頻空調器。

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