家用變頻空調(diào)器控制電路原理與維修技術(shù)（1）
家用變頻空調(diào)器控制電路原理與維修技術(shù)
1 引言
新世紀(jì)伊始，家用變頻空調(diào)器走向百姓的家庭，為了正確使用、維護(hù)和維修空調(diào)器，了解和掌握變頻空調(diào)器的原理、主要部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和維修技術(shù)，成為當(dāng)務(wù)之急，變頻空調(diào)器比定速空調(diào)器控制電路復(fù)雜，它增設(shè)了許多保護(hù)電路、這些電路采用了不同的傳感技術(shù)，如變頻模塊、霍爾元件、光耦合器、看門狗電路、開關(guān)電源電路等。依據(jù)理論探討和實際維修實踐，本文詳細(xì)地分析了空調(diào)器的控制電路原理和維修技術(shù)，對于推廣和普及變頻技術(shù)，更好地滿足人民日益增長的物質(zhì)文化生活的需要,有著重要的意義。
2 空調(diào)器控制電路原理分析
變頻空調(diào)器是當(dāng)今房間空調(diào)器發(fā)展的方向,它通過變頻控制器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速(頻率),實現(xiàn)了制冷(熱)量與房間熱(冷)負(fù)荷的自動匹配,具有調(diào)溫速度快,低溫制熱效率好,溫度控制精度高,適用溫度、電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。特別是隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)變頻從交流變頻轉(zhuǎn)到直流無刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)變頻，因此變頻空調(diào)器無論是從使用電力電子器件，還是控制策略都廣泛地使用了當(dāng)代的先進(jìn)技術(shù)。無論是國產(chǎn)還是進(jìn)口變頻空調(diào)，其控制電路原理大體相同，一般由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)控制電路構(gòu)成，下面以美的KFR-50LW/FBPY為例說明其基本控制原理。
變頻空調(diào)的室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)可以相互通信，并分別被兩個單片機(jī)控制。整個系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖以及各個環(huán)節(jié)的作用如圖1所示。整個控制系統(tǒng)由智能功率模塊IPM、電源板、室內(nèi)板、開關(guān)板、室外主控板和變頻壓縮機(jī)等幾大部分組成。整個系統(tǒng)的被控對象是變頻壓縮機(jī)，與定速空調(diào)器相比，變頻空調(diào)器采用的供電電源頻率可調(diào)，因而具有高效節(jié)能、溫度波動小、舒適度高、運(yùn)行電壓范圍寬、傳感器控制精確、超低溫運(yùn)行時適應(yīng)性強(qiáng)、良好的獨(dú)立除濕功能等優(yōu)良性能，變頻壓縮機(jī)采用交流異步電動機(jī)、永磁同步電機(jī)(PMSM)或開關(guān)磁阻電機(jī);智能功率模塊IPM采用六封裝或七封裝的GTO、IGBT等電力電子器件，并將過流、過熱、欠壓保護(hù)、GTO或IGBT的驅(qū)動等電路集成于一體;電源板是將市電通過橋式整流、濾波、穩(wěn)壓以后得到直流電流供給IPM模塊，逆變輸出頻率可變的三相交流電供給變頻壓縮機(jī);室內(nèi)板和室外主控板是整個系統(tǒng)的靈魂和核心，分別采用了兩塊單片機(jī)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的控制器件則普遍采用了數(shù)字信號處理器(DSP)來處理各種輸入的指令信號(如房間的設(shè)定溫度)和反饋信號(如房間的實際溫度)，使控制更加準(zhǔn)確和可靠，因此，這種變頻空調(diào)，有人稱為“數(shù)字變頻空調(diào)”。室外主控板完成變頻三相電源的控制算法，得到六路PWM波形驅(qū)動IPM中電力電子器件的通斷，同時進(jìn)行室外環(huán)境溫度檢測、冷凝器溫度檢測、排氣溫度檢測、交流電壓、交流電流檢測完成相應(yīng)的保護(hù)、處理、通信功能;室內(nèi)板進(jìn)行室內(nèi)風(fēng)機(jī)、室溫檢測、蒸發(fā)器溫度檢測、室內(nèi)外通信、擺風(fēng)/空氣清新控制，完成遙控接收、液晶顯示蜂鳴器驅(qū)動，從而實現(xiàn)人機(jī)對話。
佳工機(jī)電網(wǎng)
3 故障維修技術(shù)
在變頻空調(diào)使用的過程中難免出現(xiàn)故障，當(dāng)出現(xiàn)問題時，要及時維修，以下是幾種常見的維修技巧。
3.1 故障現(xiàn)象與判斷
(1) 插上電源插頭，室內(nèi)機(jī)電源指示燈亮，如無電源指示，說明您家的電源有故障或指示等損壞。
(2) 有電源指示，用遙控器按操作鍵，信號發(fā)射不出去。首先，檢查遙控器內(nèi)的電池是否有電，然后檢查電池的正負(fù)極片觸點(diǎn)有無氧化腐蝕，若上述正常，檢查遙控器內(nèi)部電路板是否損壞，可將遙控器靠近一臺調(diào)幅收音機(jī)，按遙控器鍵進(jìn)行干擾試驗，聽收音機(jī)是否發(fā)出有“嘟嘟”聲，有聲說明遙控器無故障。
(3) 當(dāng)遙控器確定無故障時，信號還是發(fā)射不出去時，可用室內(nèi)機(jī)強(qiáng)制運(yùn)行開關(guān)驗證，強(qiáng)制運(yùn)行時，室內(nèi)貫流風(fēng)機(jī)和室外壓縮機(jī)若運(yùn)轉(zhuǎn)正常，制冷效果良好，則證明空調(diào)器室內(nèi)機(jī)紅外接收部位有故障。
(4) 當(dāng)你使用的遙控器裝上新電池使用不到一個月就不顯示時，可將遙控器的后蓋打開，用95%的酒精清洗一下電路板和按鍵觸點(diǎn)面導(dǎo)電膠片，干燥后，即可排除漏電故障，遙控器液晶顯示缺字也可采用這種方法。
(5) 變頻空調(diào)器中的溫度傳感器起著非常重要的作用，室內(nèi)機(jī)有空氣溫度傳感器和蒸發(fā)器溫度傳感器;室外機(jī)有空氣溫度傳感器，高壓管路傳感器和低壓管路傳感器，有的傳感器在長期使用后發(fā)生阻值變化，使控制特性改變，(如室內(nèi)機(jī)空氣溫度傳感器阻值變大后，會引起變頻器輸出頻率偏低)，為了保證控制精度，及其相同的工作特性，確定傳感器故障后，應(yīng)換用原型號的產(chǎn)品。
(6) 在空調(diào)器出現(xiàn)故障時，如果鑒別整個控制系統(tǒng)是否有故障，可將室內(nèi)機(jī)控制器上的開關(guān)放在“試運(yùn)行”擋上，此時微處理器會向變頻器發(fā)出一個頻率為50Hz的信號，若此時空調(diào)器能運(yùn)轉(zhuǎn)，并保持頻率不變工作，一般認(rèn)為整個控制系統(tǒng)無大問題，可著重檢查各傳感器是否完好。如果空調(diào)器不能正常運(yùn)行，說明控制系統(tǒng)有故障。
1 引言
新世紀(jì)伊始，家用變頻空調(diào)器走向百姓的家庭，為了正確使用、維護(hù)和維修空調(diào)器，了解和掌握變頻空調(diào)器的原理、主要部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和維修技術(shù)，成為當(dāng)務(wù)之急，變頻空調(diào)器比定速空調(diào)器控制電路復(fù)雜，它增設(shè)了許多保護(hù)電路、這些電路采用了不同的傳感技術(shù)，如變頻模塊、霍爾元件、光耦合器、看門狗電路、開關(guān)電源電路等。依據(jù)理論探討和實際維修實踐，本文詳細(xì)地分析了空調(diào)器的控制電路原理和維修技術(shù)，對于推廣和普及變頻技術(shù)，更好地滿足人民日益增長的物質(zhì)文化生活的需要,有著重要的意義。
2 空調(diào)器控制電路原理分析
變頻空調(diào)器是當(dāng)今房間空調(diào)器發(fā)展的方向,它通過變頻控制器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速(頻率),實現(xiàn)了制冷(熱)量與房間熱(冷)負(fù)荷的自動匹配,具有調(diào)溫速度快,低溫制熱效率好,溫度控制精度高,適用溫度、電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。特別是隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)變頻從交流變頻轉(zhuǎn)到直流無刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)變頻，因此變頻空調(diào)器無論是從使用電力電子器件，還是控制策略都廣泛地使用了當(dāng)代的先進(jìn)技術(shù)。無論是國產(chǎn)還是進(jìn)口變頻空調(diào)，其控制電路原理大體相同，一般由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)控制電路構(gòu)成，下面以美的KFR-50LW/FBPY為例說明其基本控制原理。
變頻空調(diào)的室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)可以相互通信，并分別被兩個單片機(jī)控制。整個系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖以及各個環(huán)節(jié)的作用如圖1所示。整個控制系統(tǒng)由智能功率模塊IPM、電源板、室內(nèi)板、開關(guān)板、室外主控板和變頻壓縮機(jī)等幾大部分組成。整個系統(tǒng)的被控對象是變頻壓縮機(jī)，與定速空調(diào)器相比，變頻空調(diào)器采用的供電電源頻率可調(diào)，因而具有高效節(jié)能、溫度波動小、舒適度高、運(yùn)行電壓范圍寬、傳感器控制精確、超低溫運(yùn)行時適應(yīng)性強(qiáng)、良好的獨(dú)立除濕功能等優(yōu)良性能，變頻壓縮機(jī)采用交流異步電動機(jī)、永磁同步電機(jī)(PMSM)或開關(guān)磁阻電機(jī);智能功率模塊IPM采用六封裝或七封裝的GTO、IGBT等電力電子器件，并將過流、過熱、欠壓保護(hù)、GTO或IGBT的驅(qū)動等電路集成于一體;電源板是將市電通過橋式整流、濾波、穩(wěn)壓以后得到直流電流供給IPM模塊，逆變輸出頻率可變的三相交流電供給變頻壓縮機(jī);室內(nèi)板和室外主控板是整個系統(tǒng)的靈魂和核心，分別采用了兩塊單片機(jī)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的控制器件則普遍采用了數(shù)字信號處理器(DSP)來處理各種輸入的指令信號(如房間的設(shè)定溫度)和反饋信號(如房間的實際溫度)，使控制更加準(zhǔn)確和可靠，因此，這種變頻空調(diào)，有人稱為“數(shù)字變頻空調(diào)”。室外主控板完成變頻三相電源的控制算法，得到六路PWM波形驅(qū)動IPM中電力電子器件的通斷，同時進(jìn)行室外環(huán)境溫度檢測、冷凝器溫度檢測、排氣溫度檢測、交流電壓、交流電流檢測完成相應(yīng)的保護(hù)、處理、通信功能;室內(nèi)板進(jìn)行室內(nèi)風(fēng)機(jī)、室溫檢測、蒸發(fā)器溫度檢測、室內(nèi)外通信、擺風(fēng)/空氣清新控制，完成遙控接收、液晶顯示蜂鳴器驅(qū)動，從而實現(xiàn)人機(jī)對話。
佳工機(jī)電網(wǎng)
3 故障維修技術(shù)
在變頻空調(diào)使用的過程中難免出現(xiàn)故障，當(dāng)出現(xiàn)問題時，要及時維修，以下是幾種常見的維修技巧。
3.1 故障現(xiàn)象與判斷
(1) 插上電源插頭，室內(nèi)機(jī)電源指示燈亮，如無電源指示，說明您家的電源有故障或指示等損壞。
(2) 有電源指示，用遙控器按操作鍵，信號發(fā)射不出去。首先，檢查遙控器內(nèi)的電池是否有電，然后檢查電池的正負(fù)極片觸點(diǎn)有無氧化腐蝕，若上述正常，檢查遙控器內(nèi)部電路板是否損壞，可將遙控器靠近一臺調(diào)幅收音機(jī)，按遙控器鍵進(jìn)行干擾試驗，聽收音機(jī)是否發(fā)出有“嘟嘟”聲，有聲說明遙控器無故障。
(3) 當(dāng)遙控器確定無故障時，信號還是發(fā)射不出去時，可用室內(nèi)機(jī)強(qiáng)制運(yùn)行開關(guān)驗證，強(qiáng)制運(yùn)行時，室內(nèi)貫流風(fēng)機(jī)和室外壓縮機(jī)若運(yùn)轉(zhuǎn)正常，制冷效果良好，則證明空調(diào)器室內(nèi)機(jī)紅外接收部位有故障。
(4) 當(dāng)你使用的遙控器裝上新電池使用不到一個月就不顯示時，可將遙控器的后蓋打開，用95%的酒精清洗一下電路板和按鍵觸點(diǎn)面導(dǎo)電膠片，干燥后，即可排除漏電故障，遙控器液晶顯示缺字也可采用這種方法。
(5) 變頻空調(diào)器中的溫度傳感器起著非常重要的作用，室內(nèi)機(jī)有空氣溫度傳感器和蒸發(fā)器溫度傳感器;室外機(jī)有空氣溫度傳感器，高壓管路傳感器和低壓管路傳感器，有的傳感器在長期使用后發(fā)生阻值變化，使控制特性改變，(如室內(nèi)機(jī)空氣溫度傳感器阻值變大后，會引起變頻器輸出頻率偏低)，為了保證控制精度，及其相同的工作特性，確定傳感器故障后，應(yīng)換用原型號的產(chǎn)品。
(6) 在空調(diào)器出現(xiàn)故障時，如果鑒別整個控制系統(tǒng)是否有故障，可將室內(nèi)機(jī)控制器上的開關(guān)放在“試運(yùn)行”擋上，此時微處理器會向變頻器發(fā)出一個頻率為50Hz的信號，若此時空調(diào)器能運(yùn)轉(zhuǎn)，并保持頻率不變工作，一般認(rèn)為整個控制系統(tǒng)無大問題，可著重檢查各傳感器是否完好。如果空調(diào)器不能正常運(yùn)行，說明控制系統(tǒng)有故障。
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