某品牌KFR-120LW/08MD空調相序保護電路與故障檢修

吳敏

（四川職業技術學院，四川 遂寧 629000）

1 相序保護電路及工作過程

某品牌KFR-120LW/08MD空調是大功率空調，它的壓縮機采用三相交流電供電，電路如圖1所示，室內機和室外機兩部分電路用有色導線經過接線排JXP-1、JXP-2和JXP-3聯接.

主電源線 L1（棕色）、L2（白色）、L3（黑色）、N（藍色）合并接地線E（黃/綠）進入室外機JXP-1，從JSP-1分出三路：一路棕、白、黑三條線經過交流接觸器CJ主觸點接到壓縮機CM的三相輸入端U、V、W；一路棕、白、黑、藍四條線送到相序檢測電路；第三路取棕、藍、黃/綠線送到室內機JXP-3，為室內控制電路供電（220VAC）.

CJ的作用是控制壓縮機，它的電磁線圈一端藍線經過JXP-2接到主電源N線，另一端紅線經過CN24、JXP-2、JXP-3、CN103、CN104串 聯 了 繼 電 器RL5和RY7觸點開關接到主電源L線，因此，對于控制CJ以及壓縮機，RL5和RY7是與邏輯關系.

空調工作時壓縮機必須按設計規定方向正轉，才能正常推動制冷劑在封閉管路中循環.采用三相電源的壓縮機電機是三相異步電動機，轉動方向取決于三相電源的相序，因而這類空調設計有相序保護電路，只有主電源線順相序（符合壓縮機上的相序），壓縮機才能運轉。如果是逆相序，壓縮機就不能啟動.

該機相序保護電路的前級是相序檢測電路，后級是保護輸出電路（見圖1）.相序檢測電路判斷相序是否正確，它由接線端子CN23、分壓電阻R11、R12、R14、R16和移相電容C23等組成；保護輸出電路以RL5觸點閉合與否的方式把判斷結果輸出去控制CJ，它由整流橋D19～D22、濾波電容C22、穩壓管DZ1（24V）和RL5組成.電路中VA2～VA5是用于過壓保護的壓敏電阻.

當室內機就緒得到開機指令，微處理器通過反相驅動器使RY7的觸點閉合.如果主電源線的相序正確，即 L1、L2、L3為 U、V、W順相序，檢測電路輸出的電壓，經過后級變換分到RL5上的電壓高于它的動作電壓（18VDC），RL5觸點閉合，使CJ通電主觸頭閉合，三相電通入壓縮機就運轉起來（正轉）.如果主電源線相序不正確，檢測電路輸出電壓減半，后級電路RL5上分得的電壓遠低于動作電壓，觸點不能閉合，即使室內機RY7閉合，壓縮機也不能啟動運行，防止壓縮機發生反轉.

2 相序保護功能驗證

在檢修中，對該型號空調相序保護電路進行了實際測量，其結果驗證了相序保護電路的保護功能.測量記錄如下：

（1）主電源輸入為順相序（L1為U相、L2為V相、L3為W相），保護輸出電路RL5動作，觸點閉合，壓縮機運轉.測量相序保護電路相關電壓記錄在表1中.

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（2）主電源輸入為逆相序（L1為W相、L2為V相、L3為U相），保護輸出電路RL5不動作，觸點開路，壓縮機不啟動.測量相序保護電路相關電壓記錄在表2中.

（3）測量RL5線圈電阻（記為R5）約2.6kΩ.

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3 相序保護電路的原理

相序保護電路的首要任務是判斷相序是否正確，它是如何判斷的呢？通過理論計算來闡明.

在不過壓條件下VA2～VA5呈高電阻，視為開路.以R1代替R14和R16、R2代替R12和R11、C代替C23、電壓源代替CN23端子所加三相正弦交流電壓，那么相序保護電路可等效為如圖2（a）所示的電路，其中RL為相序檢測電路負載，即后級電路的輸入電阻.若不計D19～D22導通電阻，RL等于R5與DZ1反向導通電阻RD之和.DZ1是非線性器件，其反向導通電阻隨反向導通電流大小而變，目前可根據它與R5串聯分壓之比來計算，即

代入表1中的相應數值，計算出RD約1.9KΩ，因此RL約等于4.5KΩ.

R、S、T端三相正弦交流電壓相量為

依據表1，取U、V、W三相的相電壓有效值為223V.

根據圖2（a），對回路Ⅰ、回路Ⅱ列出KVL相量方程

將原電路相應參數代入（1）、（2）式，得方程組

解方程組得

根據歐姆定律可計算出

計算結果，順相序情況下相序檢測電路輸出的電壓有效值為63.0V，與實際測量值基本吻合.

逆相序情況下，相序保護電路可等效為如圖2（b）所示電路.依據前面計算DZ1反向導通電阻的方法，代入表2中的相應數值，可求得DZ1的反向導通電阻約為6.4KΩ，因此負載電阻R′L約為9.0 KΩ.

根據圖2（b），對兩個回路列出KVL相量方程為

將原電路相應參數代入（5）、（6）式，得方程組

解方程組得

根據歐姆定律可計算出

計算結果相序檢測電路輸出電壓有效值為36.0V，同樣與實際測量值基本吻合.

比較兩種情況結論是：順相序，相序檢測電路輸出電壓高，后級RL5閉合，壓縮機能正常運轉；逆相序，相序檢測電路輸出電壓變低，后級RL5則不能閉合，壓縮機不能啟動.

逆相序還有圖 3（a）、（b）所示兩種情形，不再贅述.

相序保護電路還兼有壓縮機缺相保護功能，也就說主電源U、V、W三相缺少任何一相，RL5都不能閉合，確保壓縮機不至于缺相運行而被燒毀.其原理讀者可參考電路圖自已分析.

4 故障檢修

與相序保護電路有關的故障共同特點是：三相電供電壓正常，室內機電路工作正常，但相序保護電路RL5不能閉合，空調壓縮機不啟動，造成不制冷或不制熱.筆者把遇見過的故障分為兩類情況，一類是人為故障，二類是自然故障.

人為故障是指原來供電相序正確，空調能正常工作，后來人為原因造成相序錯誤，空調不能正常工作.對這類故障一經確認，維修方法很簡單，只須把錯誤的相序交換過來就解決了.例如，某公司檢修配電房后，一臺KFR-120LW/08MD空調不能正常工作報修.上門檢修時，檢查室內機，正常；拆開室外機殼檢查，觀察線路和電路板，沒有發現異常；接著測量JXP-1上三相供電電壓，正常；再測量相序檢測電路輸出電壓低，約為31V，判定是電源相序出錯（檢修配電房時電工動了原先的相序）.經過交換JXP-1上兩條主電源接線（即交換相序）后，上電空調恢復正常工作，故障排除.

自然故障是指空調在使用過程中，電路的元器件發生變質、失效、燒焦、爆裂等引起的故障.對于元器件燒焦、爆裂的情況，檢修方法是要仔細觀察機內接線排、電路板和元器件有沒有異常，發現異常再作進一步檢查、處理就可排除故障；對于元器件變質、失效的情況，外觀上不易發現，需要用萬用表測量來判斷，一旦確診有變質、失效的器件，更換相應器件就可排除故障.

例如，檢修一臺不能制冷的空調（型號KFR-120 LW/08MD），拆開室外機殼，發現電路板上兩只電阻有燒焦變色跡象，進一步查看這兩只電阻是相序保護電路中的R11和R12，測量阻值R11已經開路，相序檢測輸出電壓低，引起壓縮機不能啟動.更換這只電阻后空調恢復正常工作，不制冷故障排除.

檢修中還遇到過相序保護電路中的RL5失效引起不制冷的情況.對故障機進行檢查時從外觀上沒有發現異常，測量三相供電電壓正常，相序也正確（由相序檢測電路輸出電壓來判斷），按理來說，RL5觸點應該閉合，觸點兩端電壓為零，但是當測到它的觸點兩端（在CN24上測量）電壓時，表卻顯示為225V，說明觸點處于開路狀態，繼電器失效。更換RL5后空調不制冷故障排除.

在懂得相序保護原理的基礎上來檢修故障，可以做到思路清楚，省時省力.

[1]汪韜.海信空調器控制電路圖集[M].北京：人民郵電出版社,2012.

[2]郭木森.電工學[M].北京：高等教育出版社,2001.