变频基本原理.docVIP

一、变频基本原理介绍 从能量的转换上可把变频控制分为交-交变频（交流到交流）与交-直-交变频（交流-直流-交流）。对家用电器的变频控制而言，不管是交流变频还是直流变频都是通过交-直-交的方式来实现变频运转的。即要得到可调频率的交流电，首先要把220V的交流市电整流为直流电，然后再由直流电变为可调频率的交流电，从而完成变频的过程，见下图所示； 变频控制器简单原理框图见下图示： 交流变频 ①依据原理：n=60f(1-s)/p (n—压缩机转速，f—压缩机供电频率， p—电机极对数，s—转差率), 所有的交流异步电动机都满足以上这个公式，交流变频压缩机也同样如此。简单的来说，交流变频是通过改变压缩机的供电频率f，这样，在p与s不变的情况下，压缩机运转速度就会跟随频率的变化而变化。 由于在变频运转的同时要保持变频压缩机输出的转矩基本不变（磁通恒定），这就要求在改变压缩机供电频率f的同时，必须同时改变输出给压缩机的电压，即在变频的同时也要变压，而且是两者要等比例变化。这种调节转速的方法称为VVVF（Vairble Voltage Varibe Frequency），简称为V/F变频控制。 另外，交－直－交变频器根据VVVF调制技术不同，分为PAM和PWM两种。PAM是把VV和VF分开完成的，称为脉冲幅值调制（Pulse Amplitude Modulation）方式，简称PAM方式。PWM是将VV与VF集中于逆变器一起来完成的，称为脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）方式，简称PWM方式。目前我们使用的为PWM方式。 直流变频 从整机形式上看，直流变频可分为全直流变频与部分直流变频。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。直流变频并不是说压缩机是直流电供电，而是指采用的是一种称为直流无刷电机的压缩机而简称为直流变频。它的转化方式上与交流变频一样，都是采用交-直-交的方式。 ①优点：运行效率高、调速性能好、转速范围宽、转矩大、噪音低、能效比高 ②分类：两种方式：方波驱动（输出波形为方波）与正弦波驱动（输出波形为正弦波），与压缩机结构及特性有关，目前采用的为方波驱动方式。 ③原理： 无刷直流电机在运行时，必须实时检测出转子的位置，从而进行相应的驱动控制，以驱动电机换相，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。 由于后一种方法省掉了位置传感器，直流变频空调的压缩机都采用后一种方法进行电机换相，无刷直流电机的驱动原理框图如下图所示。 交流变频与直流变频异同点对比说明 交、直流变频的相同点（以美的变频机为例） 相同点 1、能量转换方式 均采用交-直-交的变频方式 2、控制方式 均为PWM（脉宽调制）控制方式 3、频率控制 压缩机均可变频率运行 4、室内控制 除全直流外（全直流使用室内直流风机），交流变频与直流变频室内控制基本一致 5、功能书 除整机有特殊功能要求外，其余基本相同 6、室外保护 交直流变频室外均有电压保护、电流保护、模块保护等 7、室外风机及四通阀 除全直流外（全直流使用室内直流风机），交流变频与直流变频均使用相同的室外风机与四通阀，控制也相同 8、室外元器件 室外电源及功率转换的元器件均相同，如滤波器、整流桥堆、变频模块、电抗器等 交、直流变频的不同点（以美的变频机为例） 不同点 交流变频 直流变频 1、压缩机 交流变频压缩机（三相异步电动机） 直流变频压缩机（无刷直流电动机） 2、位置检测电路 无 需有相应的位置检测电路，以检测压缩机转子的位置 3、转速反馈 无 通过检测压缩机的位置信号，可得出压缩机的转速 4、室外主控芯片程序 驱动交流变频压缩机运转 驱动直流流变频压缩机运转（需有位置检测、换相运行控制等） 5、V-F曲线控制 有（电压和频率必须协调控制） 无V-F曲线问题，转速（频率）跟随电压上升或下降