下载文档原格式
直流变频空调基本原理及结构直流变频空调其关键在于采用了无刷直流电机作为压缩机，其控制电路与交流变频控制器基本一样。
（1）直流变频空调的基本原理•直流变频概念我们把采用无刷直流电机作为压缩机的空调器称为“直流变频空调”从概念上来说是不确切的，因为我们都知道直流电是没有频率的，也就谈不上变频，但人们已经形成了习惯，对于采用无刷直流压缩机的空调器就称之为直流变频空调。
•无刷直流电机无刷直流电机与普通的交流电机或有刷直流电机的最大区别在于其转子是由稀土材料的永久磁钢构成，定子采用整距集中绕组，简单地说来，就是把普通直流电机由永久磁铁组成的定子变成转子，把普通直流电机需要换向器和电刷提供电源的线圈绕组转子变成定子。
这样，就可以省掉普通直流电机所必须的电刷，而且其调速性能与普通的直流电动机相似，所以把这种电机称为无刷直流电机。
无刷直流电机既克服了传统的直流电机的一些缺陷，如电磁干扰、噪声、火花可靠性差、寿命短，又具有交流电机所不具有的一些优点，如运行效率高、调速性能好、无涡流损失。
所以，直流变频空调相对与交流变频空调而言，具有更大的节能优势。
•转子位置检测由于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。
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。
在无刷直流电动机中总有两相线圈通电，一相不通电。
一般无法对通电线圈测出感应电压，因此通常以剩余的一相作为转子位置检测信号用线，捕捉到感应电压，通过专门设计的电子回路转换，反过来控制给定子线圈施加方波电压；由于后一种方法省掉了位置传感器，所以直流变频空调压缩机都采用后一种方法进行电机换相。
•直流变频空调与交流变频空调的电控区别交流变频空调的变频模块按照SPWM调制方法，通过三极管的通断，给压缩机三相线圈同时通电，压缩机为一三相交流压机。
变频空调电气控制设计目录绪论 (3)1.1 实训背景来源及其探究意义 (3)1.2 空调器控制技术发展概况 (4)1.2.1 在空调器控制技术发展概况 (4)1.2.2 变频空调器的产生与发展 (6)1.2.3 模糊控制技术的发展及研究动态 (7)1.3 用主要设计内容 (8)第 2 章方案论证 (9)2.1 空调器电控系统总设计方案 (9)2.2 空调器压缩机控制方案 (9)2.2.1 变频调速的基本方式 (11)2.2.2 宽脉调控控制策略 (12)2.2.3 实现手段 (13)2.3 温度控制方案选择 (14)2.4 本章小结 (15)第 3 章变频空调器电控系统设计 (16)3.1 电控系统总体结构 (16)3.2 室内机组设计 (17)3.2.1 红外遥控器信号的接受 (17)3.2.2 风门步进电机的控制 (18)3.2.3 室内风扇电机的调速控制 (18)3.3 室外机组设计 (20)3.3.1 室外风扇电机控制电路 (20)3.3.2 电流检测电路 (21)3.3.3 辅助电源设计 (22)3.3.4 变频电路的设计与控制 (23)3.3.5 室外机软件的编制 (23)3.4 温度检测电路 (24)3.5 变频电路设计 (25)3.6 本章小结 (26)第 4 章模糊控制器的设计 (27)4.1 模糊控制的基本原理 (27)4.2 变量模糊化 (27)4.3 模糊控制规则的确定 (32)4.3.1 模糊温度控制器的反模糊化 (32)4.3.2 模糊控制器的软件框图 (33)4.4 基于模糊推理的自调器PID控制器 (34)4.5 PID控制器参数自整定原则 (34)4.6 模糊控制器的仿真 (36)4.7 本章小结 (37)结论 (38)致谢 (39)参考资料 (41)绪论1.1 实训背景来源及其探究意义空调是空气调节器的简称, 它的作用是通过空调器对室内空气进行处理, 使它的温度、湿度、气流速度和洁净度达到所需的要求, 为人们提供舒适生活条件和为生产工艺提供一定的环境条件服务。
压缩机系统高压变频器的选型设计和应用分析发布时间：2021-04-29T07:58:40.293Z 来源：《福光技术》2021年1期作者：王明蔡培升邵刚涛[导读] 移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。
长庆工程设计有限公司陕西西安 710018摘要：随着国家对工业生产节能降耗、调节控制的要求越来越高，大功率设备如高压大功率压缩机驱动电机是工业生产中的耗电大户，利用高压变频器可以大幅降低能耗和生产成本。
作为高价值的电气设备，高压变频器和低压变频器有着很大的不同，在工程项目设计选择低压变频器时，一般根据负载的类型、负载电压等级和功率，就能快速选择对应的低压变频器；而对于高压变频器的选型设计就比较复杂，需要考虑较多的因素，所以选择适合现场需求的高压变频器, 在实际应用中显得越来越重要。
关键词：压缩机系统；高压变频器；选型设计和应用一、高压变频器选型设计1.1高压变频器输出电流高压变频器一般按照负载电机电流来选择变频器，高压变频器的额定输出电流大于等于电机电流即可，对于特殊负载可按电机额定电流的 1.25 倍来选择高压变频器，即高压变频器的输出电流大于等于电机电流的 1.25 倍。
不同品牌的高压变频器，相同电流输出的高压变频器有不同的形式，其区别在于其移相变压器的容量不一样，移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。
1.2高压变频器整流脉冲数高压变频器的一个重要参数是整流脉冲数，一般为 18、24、30、36、48，整流脉冲数越高，对应的功率单元数量也越多，其成本也越高，变频器输出正弦波波形越完美。
但整流脉冲数超过 36 相后，谐波电流幅值降低不显著，所以从成本和使用考虑，整流脉冲数为 36 的高压变频器基本满足使用。
1.3高压变频器散热问题高压变频器在正常工作时，热量来源主要是移相变压器、功率单元、控制系统等，其中作为功率单元主电路电子功率器件和功率柜的散热与通风设计最为重要。
变频压缩机的工作原理
变频压缩机是一种通过调节电机转速来实现压缩机容积流量变化的压缩机。
其工作原理如下：
1. 变频控制：变频压缩机通过变频器（变频控制器）控制电机的转速。
变频器可以根据需求调节电机的转速，从而实现对压缩机容积流量的调节。
2. 压缩气体进入：当压缩机启动时，通过进气阀门将外部空气（或其他气体）引入压缩机。
进入后，气体被引导到压缩机的气缸中。
3. 复活工作：气缸内的活塞开始往复运动。
活塞的运动会造成气缸内气体的压缩。
气体的压缩过程会增加气体的密度和温度。
4. 排放压缩气体：当气体被压缩到一定压力后，压缩机的排气阀门会打开，将压缩气体推出压缩机并送往系统中。
5. 变频控制调节：变频器根据系统需求，调节电机的转速。
通过提高或降低电机转速，可以实现压缩机容积流量的调节，并满足系统对
压缩空气的需求。
6. 压缩机运行与停机：压缩机会根据系统需求持续运行，当系统压力满足要求或需求减少时，变频控制器会降低电机转速或停止电机运行，达到节能和调节供气量的目的。
通过变频控制技术，变频压缩机能够根据实际需求智能地调节输出容积流量，节能且能够满足变化的工艺要求。
它具有广泛的应用领域，如制冷空调、工业生产、航空航天等。
1、压缩机直流变频空调和交流变频空调采用的压缩机电机，原理上都是定子产生一个不断旋转的圆形旋转磁场，利用定子、转子电磁间磁场力相互作用产生转矩不断推动转子转动。
①交流变频：压缩机采用交流电机驱动原理：采用交流变频压缩机，通过定子、转子之间的磁场的相互作用使转子旋转。
但其特别的设计使得可以在较大范围内通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速；特点：相对于定频空调而言，交流变频空调具有制冷制热快速、控温精确的特点。
但交流变频压缩机的运转是靠定子绕组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现的，因此转子绕组有电流通过，产生电能损耗。
其成本比直流变频空调要低很多；②直流变频：压缩机采用直流电机驱动原理：采用直流变频压缩机，压缩机定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。
由于转子是永磁体，没有线圈/绕组，无需外部供电，也就不产生电能损耗，效率高、节能；特点：效率高与噪音低。
直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%～30%，噪音低5分贝～10分贝。
交流变频与直流变频是两代产品，空调技术最领先的日本已全部为直流变频。
2、控制系统①交流变频交流变频压缩机采用异步控制，（下划线部分不讲解：220V/50Hz的市电经整流滤波后得到310V左右的直流电，此直流电经过逆变后，就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源。
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（PuleWidth 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。
②直流变频：直流变频压缩机属于同步控制，时刻检测压缩机转子位置，并依据压缩机转子位置进行实时调节，控制压缩机频率。
海尔变频空调电路原理及图纸海尔变频空调电路原理及图纸海尔牌变频空调器早期在市场上主要有：KFR-20Gw／(BP)、KFR-28GW／A(BP)、KFR-32Gw／(BP)、KFR-36GW ／(BP)、KFR-40Gw／(BP)、KFR-50Lw／(BP)和带有负离子发生器的健康型空调器KFR-25Gw／BP×2(F)、KFR-50LW／(BPF)等。
他们的变频控制原理基本相同，本文主要以KFR-50LW(BP)金元帅柜机王为例，分析控制电路的工作原理，以抛砖引玉。
图1是室内机控制电路原理图，图2是室外机控制电路原理图，两个原理图均是作者依据实物绘制，仅供参考。
一、室内机控制电路原理室内机控制电路采用变频空调专用芯片47C862AN-Gc5l。
该芯片内部除了写入空调器专用程序外，还包含有CPU 微处理器、程序存贮器、数据存贮器、输入输出接口和定时计数器电路等电路，可对输入的信号进行运算和比较，根据运算和比较的结果，对室外机、风机、定时、制冷制热、抽湿等工作状态进行控制。
1．ICI(47C862AN-GC51)主要引脚功能(1)35、64脚为供电端，典型的工作电压为+5V。
(2)芯片的32、33、34、39、48、60为接地端。
(3)31脚是蜂鸣器接口。
CPU每接到一次用户指令，31脚便输出一个高电平，蜂鸣器鸣响一次，以告知用户CPU 已接到该项指令。
若整机已处于关机状态，遥接器再输出关机指令，蜂鸣器也不响。
(4)36、37、38是温度采集口，其中36、37脚为室内机热交换器温度输入口，38脚为室内温度输入口。
(5)复位电路由20脚和ICl03、R101、D101、C103、C109构成，低电平有效。
空调器每次上电后，复位电路产生一个低电压，使CPU程序复位。
当机器正常工作时，复位端为高电平。
(6)62脚为开关控制端开关控制口(多功能口)，低电平有效。
应急运转时，按住电源开关，使该脚连续3秒以上持续高电平，蜂鸣器连响两下，机器即可进入应急运转状态。
新能源汽车空调电动压缩机控制技术分析摘要：空调压缩机是车用空调的核心部件，提供空调运行的动力，在传统汽车转向新能源汽车的过程中，驱动方式发生巨大改变，即发动机驱动变化成为电驱动的方式，压缩机控制也从原先的变量控制调整为节能高效的变频控制，这是重要车载系统。
本文重点分析汽车空调系统，分析汽车内部空调电动压缩机组成结构与工作原理，然后掌握通信接口设计与相关技术，为新能源汽车的合理应用起到积极的促进作用。
关键词：新能源汽车；空调电动压缩机；通信接口1电动压缩机自控制系统的构成及原理本次主要分析新能源汽车空调电动压缩机控制技术，以更好的了解设计基本原理和要求。
电动压缩机包含的组成结构比较多，比如压缩机、开关电路、控制器等，不同结构部分功能有着很大的差别，压缩机为核心部件。
电动机要以永久磁体作为基础来完成设计，达到磁通源的作用，在气隙磁场的影响之下能够形成电磁力，让电动机克服阻力进行运动，使得空调可以正常的运行。
计算公式如下：Fe=BLI=BINI。
2通信接口及相关技术2.1通信接口设计新能源汽车内部结构电气元件数量很多，通过传统设计方法进行数据传输会存在过多的干扰因素，通信质量与数据传输效率都无法达到要求。
控制器局域网需要进行通信接口合理设计，可以实现压缩机正常运行，确保系统运行效率合格，确保电动压缩机安全、稳定的运行。
2.2电动压缩机控制技术该技术的研发和应用基础就是三相电流，模拟直流电动机转矩控制的形式，把电磁原理作为该技术的基础进行应用，能够把定子电流矢量分为直轴电流，可以确保压缩机正常的工作。
在设计中，主要是通过空间矢量脉冲宽度调制算法的形式来满足要求。
在具体的设计中，定子电压空间矢量以U表示，角频率以w表示。
电流正弦波电压保持恒定的条件之下，二者以线性的形式存在。
3新能源汽车空调电动压缩机控制的设计与实现3.1电动压缩机控制系统硬件的设计与实现3.1.1DSP控制芯片本文以压缩机设计为例进行分析，控制芯片以DSP芯片为主，供电电压3.3V、CPU共32位，主频最高60MHz、最低40MHz、共包括22个可编程，系统模式统一，代码运行效率是比较高的，可以实现高价值的应用。
