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家用變頻空調(diào)器走向百姓的家庭，為了正確使用、維護和維修空調(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)特點和維修技術，成為當務之急，變頻空調(diào)器比定速空調(diào)器控制電路復雜，它增設了許多保護電路、這些電路采用了不同的傳感技術，如變頻模塊、霍爾元件、光耦合器、看門狗電路、開關電源電路等。依據(jù)理論探討和實際維修實踐，本文詳細地分析了空調(diào)器的控制電路原理和維修技術，對于推廣和普及變頻技術，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)壓縮機的轉(zhuǎn)速(頻率),實現(xiàn)了制冷(熱)量與房間熱(冷)負荷的自動匹配,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。特別是隨著變頻技術的發(fā)展，空調(diào)變頻從交流變頻轉(zhuǎn)到直流無刷電機、永磁同步電機變頻，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代的先進技術。無論是國產(chǎn)還是進口變頻空調(diào)，其控制電路原理大體相同，一般由室內(nèi)機和室外機控制電路構(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)機與室外機可以相互通信，并分別被兩個單片機控制。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、開關板、室外主控板和變頻壓縮機等幾大部分組成。整個系統(tǒng)的被控對象是變頻壓縮機，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、運行電壓范圍寬、傳感器控制精確、超低溫運行時適應性強、良好的獨立除濕功能等優(yōu)良性能，變頻壓縮機采用交流異步電動機、永磁同步電機(PMSM)或開關磁阻電機;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、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;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，隨著科學技術的發(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(如房間的設定溫度)和反饋信號(如房間的實際溫度)，使控制更加準確和可靠，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的保護、處理、通信功能;室內(nèi)板進行室內(nèi)風機、室溫檢測、蒸發(fā)器溫度檢測、室內(nèi)外通信、擺風/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)人機對話。
3 故障維修技術
在變頻空調(diào)使用的過程中難免出現(xiàn)故障，當出現(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極片觸點有無氧化腐蝕，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，按遙控器鍵進行干擾試驗，聽收音機是否發(fā)出有“嘟嘟”聲，有聲說明遙控器無故障。
(3) 當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)機強制運行開關驗證，強制運行時，室內(nèi)貫流風機和室外壓縮機若運轉(zhuǎn)正常，制冷效果良好，則證明空調(diào)器室內(nèi)機紅外接收部位有故障。
(4) 當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面導電膠片，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)機有空氣溫度傳感器和蒸發(fā)器溫度傳感器;室外機有空氣溫度傳感器，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)機控制器上的開關放在“試運行”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)器能運轉(zhuǎn)，并保持頻率不變工作，一般認為整個控制系統(tǒng)無大問題，可著重檢查各傳感器是否完好。如果空調(diào)器不能正常運行，說明控制系統(tǒng)有故障。
3.2 控制系統(tǒng)檢測方法
(1) 通信電路
在檢測通信故障時，用萬用表交流電壓檔250V測試，在零線和信號線間如果有電壓來回變化且室內(nèi)機通信指示等持續(xù)閃爍，則表明通信正常，否則通信電路有故障。
(2) 功率模塊
在檢測功率模塊故障時，第一種方法是用萬用表二極管檔測量功率模塊，“+”極與U、V、W極，或U、V、W極與“-”極間正向電阻應約為380-450Ω 間，且反向不導通，否則功率模塊有故障;第二種方法是用萬用表交流電壓檔，測量功率模塊驅(qū)動壓縮機的電壓，其任意兩相間的電壓應在0~160V之間并且相等，否則功率模塊損壞。
(3) 電抗器
在檢測電抗器時，用萬用表R X1檔進行測量，其繞組電阻值約為1Ω。
(4)壓縮機
在檢測壓縮機時，用鉗子先拔下U、V、W的導線，測量三相間的電壓，若三相間的電壓相同，說明壓縮機繞組良好，否則壓縮機繞組有故障。
(5) 電解電容
變頻空調(diào)器中有大容量的電解電容，最大為2000-4500uF，即使切斷電源仍然會殘留有充電電荷，所以對電解電容器要先用烙鐵、插頭等物體充分釋放殘留電荷。電荷放盡以后，用指針式萬用表RX10K檔檢測，指針應是指到0，然后慢慢退到∞，否則電解電容器損壞。
(6) 傳感器
如果空調(diào)器出現(xiàn)頻率無法升降與保護性關機等故障，應首先考慮檢查傳感器，大多數(shù)傳感器可以從插座上拔下，從外表上即可以判斷是否損害、斷裂、脫膠。用手或溫水加熱，用萬用表RX100檔測其阻值，看它的阻值是否變化，無變化則可以判定傳感器損壞。
4 結(jié)束語
本文分析的變頻空調(diào)控制電路的基本原理和常見故障的檢測方法，對于用戶或工程技術人員維修有著重要的參考價值，對于其它快捷方法有待我們進一步研究和探討。 |
