TCL变频空调技术知识培训.ppt

直流变频空调技术 一、变频空调概况 ●变频空调分类 一、变频空调概况 常规空调的制冷能力随着室外温度的上升而下降,而房间热负荷随室外温度上升而上升,这样,在室外温度较高,本需要空调向房间输出更大冷量时,常规空调往往制冷量不足,影响舒适性;而在室外温度较低时,本需要空调向房间输出较小冷量,常规空调往往制冷量过盛,白白浪费电力.而变频空调通过压缩机转速的变化,可以实现制冷量随室外温度的上升而上升,下降而下降,这样就实现了制冷量与房间热负荷的自动匹配,改善了舒适性,也节省了电力. 一、变频空调概况 ● 变 频 空 调 的 优 势 ●交流变频 N = （1－ s ）× 60 × f / p 式中: f — 频率 p — 电机极对数 s — 转差率 其中: s＝（n0－n1）/n0 式中: n0 —旋转磁场的转速（通常称为同步转速） n1 —转子的转速 由上面可知,通过改变异步电动机的供电频率f,电机的转速就会 发生改变,交流变频空调就是根据这一基本原理来运行的 异步电动机运行时,产生的电动势: E1=4.44kfN1Φ 式中: k — 电机绕组系数； ???????N1 — 每相定子绕组匝数 ???????Φ — 每极磁通 压缩机定子电压 U1≈E1 即: Φ=（1/4.44kN1）×（U1/f） 由上式可知,磁通Φ与U1/f成正比,要保持Φ恒定,即要保持U1/f恒 定,改变频率f的大小时,电机定子电压U1必须随之同时发生变化,即 在变频的同时也要变压.这种调节转速的方法我们称为VVVF. ●交流变频控制器的原理框图 ●实现变频的方法 ●脉宽调制(PWM):在输出电压每半个周期内,把输出电压的波形分成若干个脉冲波,由于输出电压的平均值与脉冲的占空比(脉冲的宽度除以脉冲的周期称为占空比)成正比,所以在调节频率的同时,不改变脉冲电压幅度的大小,而是改变脉冲的占空比,可以实现变频也变压的效果.这种方法称为PWM(Pule Width Modulation)调制,PWM调制可以直接在逆变器中完成电压与频率的同时变化,控制电路比较简单. ● 正弦波脉宽调制(SPWM),就是在进行脉宽调制时,使脉冲序列的占空比按照正弦波的规律进行变化,即:当正弦波幅值为最大值时,脉冲的宽度也最大,当正弦波幅值为最小值时,脉冲的宽度也最小(如下图所示). 三、直流变频 ☆主要器件介绍 ☆变频控制方案 ☆TCL直流变频空调电控 ☆主要器件介绍 ☆主要器件介绍 ●直流无刷电机转子位置的检测 ⒈ 无刷直流电机在运行时,必须实时检测出永磁转子的位置,从而进行相应的驱动控制,以驱动电机换相,才能保证电机平稳地运行. ⒉ 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. ●IPM模块 ●交流变频空调与直流变频空调的电控区别 ●120°方波变频控制方案 120°控制方法是在DC电机的3组线圈上每2相通电120°,即任何时候，U、V、W中只有两相通电,利用无电流通过线圈上所产的反向电动势(EMF)作为转子位置的实时检测信号.控制信号采用PWM脉宽调制,改变PWM频率和宽度,就可以完成对DC电机电流幅值与频率的变化,从而实现转速控制. ●120°方波控制直流变频空调的电路原理图  　　每个功率开关（IGBT）的导通时间为120°，每个周期换向6次，共有6个工作状态。 120°方波PWM调制 120°通电顺序 120°通电顺序 180°正弦波变频控制方案 直流变频空调180°控制方法利用流过定子线圈的电流与驱动IGBT的PWM信号占空比成比例关系，根据DC电机转子位置来按“中间宽，两边窄”的规律改变PWM信号的占空比实现定子线圈上的电流弦波变化，即SPWM。 180 °控制方案中，压缩机电机3相都处于通电状态，无法与120°控制方式一样通过EMF来检测转子位置。其位置检测是通过对直流地线上的SHUNT电阻上压降来检知回路实时总电流，然后与PWM信号进行计算得出U、V、W三相电流来实现。 因为正弦波电流的连续性，180 °控制方法彻底改变了120°控制所带来的振动噪音问题，电机效率也得到提高。 180 °控制方式转子位置检测滞后实时位置，需要进行修正，这也是控制方案的关键和难点所在，处理速度要求较高，一般需要用DSP或32位MCU进行处理，因而价格比较昂贵，这也是180°控制发展延迟的原因。 3、TCL直流变频空调电控 各模块功能 控制器的输入与输出信号 与定速机功能上的差异 室内外通