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变频空调器的结构原理

变频空调器的结构原理

发布时间:六月 27, 2015

电动机的变频调速运转与控制,是日常生活、工农业生产等方面经常采用的一种技术。这种调速控制技术的核心部件就是逆变器 一将直流电变为频率可调的交流电的装置。随着电子技术的发展, 逆变器功能日益强大,性价比越来越高。目前进口变频空调器品牌 主要有日本三洋、松下、日立、大金、夏普等,国产变频空调器主 要有海信、海尔等品牌。

变频器的工作原理是什么呢?首先让我们来熟悉一下异步电动 机调速运行原理:异步电动机的定子绕组流过电流产生旋转磁场, 在转子绕组内感应出电动势,因而产生感应电流。此电流与定子旋 转磁场之间相互作用,便产生电磁力。一般说来,P极的异步电动 机在三相交流电的一个周期内旋转2/P转,所以表示旋转磁场转速 的同步速度iVi与极数P、电源的关系可用下式表示: N!=120/FX//1 (r/min)

异步电动机要产生转矩,同步速度与转子速度iV2必须有差 别,其速度差(M—M)与同步速度M的比值S称为“转差率”, 所以转子速度N2可用下式表示:

N2 = 120/PX/1 (1-S) (r/imn)

由上式可知,改变电动机的供电频率/I,就可以改变电动机的 转子转速~2。在这里,我们采用逆变器这个装置来改变电动机的供 电频率。在采用逆变器来改变异步电动机的频率时,为了避免电动 机磁饱和,同时抑制启动电流,还要产生必需的转矩进行安全运转, 电路中采用了 VVVF逆变器,即调压/调频逆变器。异步电动机用 逆变器驱动时的方块图如图4一 10所示。

图4一 10中,整流器将交流变为直流,平滑回路将此脉动直流 平滑后,由逆变器将它变换为频率可调的交流电。在逆变器中广泛 采用了 PWM (脉宽调制)技术。如图4一 11 (a)所示,把一个正 弦波分成N等分(图中iV=12),然后把每一等分的正弦曲线与横 轴所包围的面积,都用一个与此面积相等高的矩形脉冲来代替。矩 形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合[图4一 11 (b)],这样, 由N个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波的正半周

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石家庄格力售后图异步电动机用逆变器驱动方框图 等效。同样,正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。图4一 11 (b)的一系列脉冲波形就是所期望的逆变器PWM波形。由于各脉 冲的幅值相等,所以逆变器可由恒定的直流电源供电。也就是说, 这种交一直一交变频器中的变频器采用不可控的二极管整流器就可 以了。逆变器输出脉冲的幅值就是整流器的输出电压。如逆变器各 开关器件都是在理想状态下工作,驱动相应开关器件的信号也:应 是与图4一 11 (b)形状相似的一系列脉冲波形。该技术在实际应用 中引入了“调制”这一概念,以所期望的波形(正弦波)作为调制 波,以等腰三角波作为载波。由于等腰三角波是上下宽度线性对称 变化的波形。当它与任何一个光滑的曲线相交时,在交点的时刻控 制开关器件的通断,即可得到一组等幅而脉冲宽度正比于该曲线函 数值的矩形脉冲。

石家庄格力售后图解是PWM变频器的主电路。图中¥1\〜¥丁6是逆变器 的六个功率开关器件,各由一个续流二极管反向并联连接。整个逆 变器由单相整流器提供恒定直流电压Us。图4 —13是它的控制电 路。一组三相对称的正弦参考电压信号U_ Urb、Urc由参考信号发 生器提供,其频率决定逆变器输出的基波频率,此基波频率应在、 所要求的输出频率范围内可调。参考信号的幅值也可在一定范围内 变化,以决定输出电压的大小。三角波载波信号Ut是共用的,分别 与每相参考电压比较后,给出“正”或“零”的饱和输出,产生 PWM脉冲序列波U&、Udb、Ud。,作为逆变器功率开关器件的驱动 控制信号。