淺談家用變頻空調器的工作原理

孟海濤

[摘 要] 傳統定頻空調的壓縮機轉速不變，其工作原理是根據室內溫度控制讓壓縮機不斷地“開、停”來維持室內的溫度范圍，溫差較大，而且比較費電。而變頻空調由于可以根據室內溫度控制指令，利用變頻器將50Hz市電電壓頻率轉變為30～130Hz的可變頻率，并將室內溫度迅速降至設定的溫度，維持室內溫度趨于穩定，避免空調器壓縮機的頻繁開停。

[關 鍵 詞] 空調；電路；技術

隨著社會的發展和人們生活水平的提高，我國空調市場在近幾年得到飛速發展，人們在選購空調器時不只關心價格更加注重空調器的節能、效果、噪音等因素。變頻空調器因其具有節能、低噪音、精度高、調溫快等優點，因此變頻空調器將是空調行業今后發展的方向。

一、變頻空調器與定頻空調器的區別

由于普通定頻空調的壓縮機轉速和制冷劑的循環量基本不變，在調節房間溫度時主要靠壓縮機不斷地“啟、停”來進行調節，因此在 “啟、停”狀態不同時，房間溫度與空調設定溫度變化幅度較大。而變頻空調與定頻空調的最大區別就是可以根據房間溫度信號和設定溫度信號及時調整壓縮機轉速，使空調器壓縮機在不停機的狀態下，根據房間實際需求及時調整空調熱負荷。

二、變頻空調器的工作原理

目前，常見的變頻空調器的變頻方式主要有交流變頻和直流變頻兩種。

1.交流變頻空調工作原理

交流變頻空調電路主要由電源電路、控制電路、遙控接收電路、變頻電路、通信電路和交流變頻壓縮機等構成。

圖1所示為交流變頻空調器的原理框圖，有整流濾波電路先把220V/50Hz的交流電轉換為+310V左右的直流電壓，提供給交流變頻模塊。交流變頻模塊收到驅動單元和微處理器CPU輸出的PWM1～PWM6脈寬調制信號控制，把+310V直流電壓逆變成頻率和電壓（15～150Hz、30～180V）可調的U、V、W三相交流電壓，PWM電路輸出的PWM脈沖的占空比大小收到微處理器（CPU）的控制，最后通過微處理器（CPU）的控制，逆變器就可以給壓縮機的R、S、T接線端分別提供頻率可變的交流電壓，從而改變壓縮機轉速使得空調器的制冷量/制熱量發生改變。

2.直流變頻空調的工作原理

直流變頻空調器采用了更加精準穩定的直流變頻控制系統，并且壓縮機采用了永久磁鐵和無刷電機，較變頻空調而言，其具有轉速調節范圍寬、調速性能好、控溫更精確、靜音和節能效果好等優點。

直流變空調器的控制電路主要有脈沖寬度調制方式（PWM）和脈沖幅度調制方式（PAM）兩種。

（1）脈沖寬度調制方式（PWM）。脈沖寬度調制方式（PWM）實際上就是將能量的大小用脈沖的寬度來表示，此種驅動方式，交流電源經交直流轉換器進行整流濾波后輸出的直流電壓基本不變，輸送到變頻器功率模塊的后輸出的電壓波形成正弦波變化，功率模塊輸出的控制脈沖在整個半周內脈沖寬度受微處理器控制成正弦波形規律變化，即脈沖寬度呈正弦波先增大后減小，其工作原理如圖2所示。

（2）脈沖幅度調制方式（PAM）。脈沖幅度調制方式（PAM）實際上就是能量的大小用脈沖的幅度來表示，整流輸出電路中增加了大功率三極管配合電感和振蕩電路將交流220V整流濾波輸出電壓波動幅度為140V～390V之間變化的直流電壓，這樣變頻模塊輸出的脈沖電壓寬度和幅度可變，加大了功率模塊的輸出功率，提高空調器的功率因數，其工作原理如圖3所示。

由于采用PWM控制方式的壓縮機轉速受到電機上限轉速的限制，因此現在空調器的控制技術由PWM（脈沖寬度調制）逐步發展為PAM（脈沖振幅調制），這樣采用PAM控制方式的壓縮機轉速可提高1.5倍左右，從而提高空調的制冷/制熱能力。

在實際維修過程中，由于空調器品牌和種類較多，因此電路構造略有不同，但工作原理有一定的規律性，我們只要理解和掌握了變頻空調器的基本工作原理，多總結經驗，就能在維修快速判斷出故障原因，并進行維修。

參考文獻：

韓雪濤.變頻空調器故障維修全程指導[M].化學工業出版社，2011.

[作者單位]安徽省阜陽工業經濟學校

（編輯：劉莉琴）