空调机组制冷系统电气控制
变频空调电气控制设计学士学位论文
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。
空调控制低压电器原理介绍
空调控制系统中的所用低压电器原理介绍1、转换开关转换开关又称组合开关，常用于控制电路中，作为电源控制开关。
常用的转换开关的额定电压有50Hz、220V和380V两种，额定电流分别有6A、10A、25A、60A和100A等多种。
转换开关一般用于照明、电热电路时，其额定电流应等于或大于控制电路中各负载电流的总和。
若用来控制电动机时，转换开关的额定电流一般取额定电流的1.5～2.5倍。
2、熔断器熔断器主要用作短路保护。
当电路短路时，电流急剧增大，熔体过热而熔断，使线路或电气设备脱离电源，起到保护作用，是一种具有保护功能的低压电器。
在电气控制线路中，常用的熔断器有RLl系列螺旋式。
R表示熔断器，L表示螺旋式。
RLl 系列式熔断器的额定电压为500V，额定电流lA、2A、……、15A等。
3、交流接触器接触器是一种适用于远距离频繁接通和分断交直流电路的电器。
它是利用电磁铁吸引力配合动作，而使触头闭合和断开的一种电器。
在机床电气控制线路中，用它来接通或断开电动机的电源和控制电路的电源。
交流接触器主触头的额定电流有6A、9A、12A和18A等，辅助触头的额定电流为5安，吸引线圈的额定电压有50Hzll0V、127V、220V和380V多种。
4、热继电器电动机在实际运行中，常遇到过载的情况。
若过载电流过大或过载的时间过长，就会使电动机内绕组烧毁。
为了充分发挥电动机的过载能力，又保证电动机的正常工作，以及电动机绕组不致于因过载而烧毁，于是就采用热继电器作为电动机的过载保护。
热继电器主要由热元件、动作机构、触头系统、复位按钮和整定电流装置组成。
热元件有两块，是热继电器接受过载信号部分，由双金属片和绕在双金属片外面的电阻丝组成，使用时通过接线柱串联在被保护电路中；当电动机过载时，流过电阻丝的电流增大，从而使电阻丝发热过量并将热量传给双金属片，双金属片受热弯曲，推动动作机构使常闭触头断开，常开触头闭合，从而完成了将过载信号转换成电信号的过程。
制冷技术习题及答案
1、判断题（对打“√”，错打“×”）(1)在实操场所工作时，要保持安静，不大声喧哗、嬉笑和吵闹，做与实操无关事。
（√）(2)发给个人的实训(实习)工具，可以任意支配和使用。
（×）(3)爱护工具与设备，做到经常检查、保养、用后即还习惯。
（√）A卷一、填空1.热是一种没有（沸点），没有（溶点），没有（凝固点），而且可以流动的液体。
2.一般情况下一台冰箱可以使用（10～15）年。
（教材P33）3.目前市场上使用的冰箱、空调的压缩机有（活塞式）、（离心式）、（回转式）。
4.冰箱在搬运时倾斜度不得超过（45℃）5.空调压缩机工作时其表面温度可达到（130~150）度。
（教材P33）6.为保证压缩机正常工作，通常在压缩机的启动绕阻串联了（常闭触点、温度继电器、过流过温升保护器）三个元件。
（教材P154）7.在全封闭式压缩机上，有工艺管口、排气管口、（吸气管口）。
8.冰箱和空调制冷系统中，毛细管的长度一般为（）米。
9.空调上的空气过滤器在夏天使用时一般（30）天清洗一次。
（教材P198）10.空调一般分为两类:（整体式，分体式），其基本组成有:箱体、制冷系统、通风系统、电气控制系统、辅助器件等5部分。
11.空调器的通风系统主要由：离心风扇，轴流风扇，风扇电机，风道，空气过滤器等组成。
12.空调器的风扇有：贯流式，轴流式与离心式三种。
13.风门又称调节风阀，其主要作用是：调节空调系统中的风量和风压，以使系统风量、风压达到平衡。
14.风道和风门在制作、安装时，应注意严闭。
15.空气过滤器积尘过厚时，应进行清洗工作。
16.电冰箱、空调器与中小型冷库常见故障分析方法是：一看，二听，三嗅，四摸，最后根据综合分析后选用合适的方法给予修复。
17.电箱箱、空调器和中小型冷库的常见故障主要出现在制冷循环系统、电气控制系统和机械装置上。
18.实训(实习)工场内的材料和设备，一定要做到存放(稳当) 、(安全)、(有序) 。
制冷原理及空调基础
制冷原理与空调基础一、理论制冷循环单级蒸气压缩制冷系统的理论制冷循环在压焓图上如图1-1所示，循环路线是由两条等压线、一条等熵线和一条等焓线组成。
这说明制冷剂在蒸发器和冷凝器内流动没有阻力；制冷剂在压缩机中的压缩过程为可逆等熵过程；制冷剂离开蒸发器的状态和压缩机的吸气状态均为饱和蒸气，制冷剂离开冷凝器和节流前的状态均为饱和液体。
图1-1上1点表示压缩机的吸气状态，它位于蒸发温度te对应的蒸发压力Pe的等压线和饱和蒸发的交点上。
过程线1-2表示制冷剂在压缩机中的等熵压缩过程，点2可由通过点1的等熵线和冷凝温度T C对应的冷凝压力P C的等压线的交点来确定。
点2处于过蒸气状态。
点3表示制冷剂出冷凝器时的状态，也是进节流阀时的状态。
它是冷凝压力Pe对应的饱和液体，位于等压线P C与饱和液体线的交点。
过程线2-2’-3表示制冷剂在冷凝器内冷却（2-2’）和冷凝（2’-3）过程。
点4表示制冷剂出节流阀的状态。
过程线3-4表示制冷剂通过节流阀的节流过程。
由于节流前后制冷剂的比焓不变。
点4是过点3的等焓线和等压线Pe的交点。
由于节流过程为不可逆过程，所以过程3-4往往用虚线表示。
过程线4-1表示制冷剂在蒸发器中的气化过程，制冷剂吸取被冷却物体的热量而不断气化，制冷剂的状态沿等压线Pe向干度增大的方向进行，直到全部变成饱和蒸气为止。
这样，制冷剂的状态又重新回到进入压缩机前的状态，从而完成了一个理论制冷循环。
图1-1图1-2二、实际制冷循环事实上，家用中央空调的实际制冷循环不可避免与理论制冷循环之间存在许多差别，如流动阻力、换热温差、压缩机偏离等熵压缩、冷凝器中有制冷剂过冷、蒸发器中有制冷剂过热、制热剂液体管和气体管间有回热等情况。
这些差别将对制冷循环性能产生不同的影响。
1、液体过冷对循环性能的影响在实际循环中，饱和液体在冷凝器和节流阀之间的管路流动时，会因流动阻力引起的压力降低使制冷剂部分气化，这种现象将影响节流阀工作的稳定性，因此需要液态制冷剂进入节流阀前有一定的过冷。
空调系统的电气控制(详)
7.1 7.2 7.3
制冷与空调系统的控制
小型制冷装置的控制 典型活塞式制冷机组的控制 溴化锂吸收式机组的控制
7.4 螺杆式制冷机组的控制
7.5 7.6 离心式制冷机组的控制 空气调节系统的自动控制
7.1 小型制冷装置的控制
7.1.1 家用房间空调器的控制 1.电气控制系统的基本组成 1)基本组成
图7－2 风扇电动机的外形
图7－3 风扇电动机的接线 (a)单相单速电动机;(b)单相双速电动机;(c)单相三速电动机
测量各绕组的阻值,如果阻值为无穷大或者零,说明绕组
断路或者短路。检修采用内置式热保护器的电动机时,要先 确定保护器是可复性的还是一次性的。图7－4(a)所示为可 复性保护器,图7－4(b)所示为一次性保护器。对于带有可复 性保护器的电动机,应在保护器回复后测量绕组阻值;对于带 有一次性保护器的电动机,其维修过程与采用外置式热保护 器的电动机相同。
图7－9 步进电动机的标准驱动电路
图7－10 步进电动机的接线及步序
6)交流接触器和继电器
交流接触器是一种常用的低压控制继电器,它由主触点、 动铁芯、静铁芯和吸引线圈等部分组成,如图7－11所示。当 吸引线圈通电时,动铁芯带动主触点闭合,电路接通;吸引线圈 断电时,主触点分断,电路切断。交流接触器主要用于频繁启 动及三相交流电动机的控制电路中,以实现远距离控制的目 的。
热继电器由发热元件和常闭触点组成,其外形如图7－12 所示。发热元件由双金属片和电阻丝组成当电流超过额定值 时,双金属片因过热而弯曲,推动滑杆使触点动作,切断控制电 路使压缩机停止工作,起到保护压缩机的作用。在压缩机停 机后,双金属片经一段时间冷却又可恢复到原来的位置。热 继电器复位有手动和自动两种方法。整定热继电器工作电流 时,应使其稍大于压缩机的额定工作电流(约1.5倍)。若电流 调得太大,压缩机过热时热继电器不动作,就容易损坏压缩机; 若调得太小,会使压缩机频繁启停而不能正常工作。
制冷装置自动控制课件
制冷系统是一个严密封闭的系统，为了保障制 冷设备正常运行，并达到所要求的指标，需要把控 制温度、压力、流量、湿度等许多热工参数的一些 控制电器和调节元件、各种仪表及附属设备组合起 来，形成一个控制系统。
在制冷系统中，调节与控制的最主要参数是蒸 发压力与温度、冷凝压力与温度以及压缩机的能量 等，因为它们与制冷能力、电能消耗和制冷系数有 着密切的关系。调节制冷系统不仅要保障设备的安 全运行，而且当外界温度发生变化时，可通过调节 来获得廉价的人工制冷。
实现制冷机及其系统的全自动控制是制冷系统发 展的方向。目前，随着计算机技术逐步介入制冷装置 的自动化，各种大小型制冷机甚至整个制冷系统都在 向全自动化方向发展，对制冷装置有关参数的最佳综 合调节、实现压缩机的连续调节和系统的节能等，就 成为各国竟相研究的方向。
制冷系统所以能制冷是由于制冷剂在一个不变容 积的蒸发器中，保持一定的蒸发压力p值进行吸收外界 热量而实现降温的过程。要获得恒定的压力，除了压 缩机不断地吸入压缩蒸气外，还要有“膨胀阀”， “节流阀”等阀体，来限定制冷剂一定的流量。有了 恒定的蒸发压力，才能获得稳定的蒸发温度。
控制箱
压缩机
电磁阀
逻辑判断的需要。
3、安全、正常工作的需要； 4、提高工作与运行效率的需要；
（1）提高制冷设备运行的稳定性 当负荷及环境温度变化时，可自动调整制冷
设备 的运行，使其在相应的工况下稳定运转。 最简单的例子如BCD-183W电冰箱，当冷
冻室冷点温度达——24±1.1℃时,温控器检测出这 个温度便立即作出反应，断开压缩机供电回路，停 止制冷。当冷冻室温度回升到—— 18+1.1℃时，压 缩机又自动投入制冷运行，周而复始，于是冷冻室 的温度便始终保持在一18～一24℃的范围内稳定运 行。
机房空调的维护
空调设备的维护机房空调设备的日常维护及巡检的目的是：保证空调性能正常发挥；及时发现并消除空调机组故障隐患；预防性维护降低综合维护成本。
维护的重点是：空调处理机的维护、风冷冷凝器的维护，压缩机的维护、加湿器的维护、冷却系统的维护、电气控制的维护。
1.空气处理机的维护空气处理机的维护主要有如下6点：1)空气处理机的保温性能维护。
如果失去保温作用，就会造成空气处理机组壁板结露，使送风温度偏高。
2)漏风现象的维护。
送风、回风道和静压箱漏风过大会导致送风量不足。
3)空气处理机表面清洁。
风机转动部件无灰尘、油污，皮带转动无异常摩擦。
4)过滤器的清洁。
滤料无破损，透气孔无堵塞、无变形。
5)蒸发器叶片应明亮无阻塞、无无痕。
6)叶片水槽和冷凝器水盘应干净、无沉淀物，冷凝器水管应畅通。
2.风冷冷凝器的维护‘冷凝器在制冷系统中起着热交换的作用。
因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐，产生水痘，当冷凝器使用时间长了，管路工作表面会受到污染。
热量交换的有效面积和管内容积将减少，是热交换效率降低，同时也会增加流动阻力，性能就会逐渐下降，其结果会使系统的冷凝压力高于正常运行时的冷凝压力。
为了不使冷凝器的性能下降，需要定期对冷凝器排除污垢，提高制冷效率和延长使用寿命。
冷凝器的维护主要有如下6点；1)风扇支座紧固，基座不松动，无风化现象；电机和风扇扇叶应无灰尘、油污；扇叶转动正常。
无抖动和摩擦。
2)定期检查压缩机皮带是否良好，如果启动空调时有“吱吱”的噪声，说明皮带打滑严重，应及时更换皮带和皮带轮；如果皮带过松则会影响空调制冷。
3)经常检查、清洁冷凝器的翅片，应保持其无灰尘，油污。
接线盒和风机内无进水。
4)每年更换一次空调过滤网，滤网上经常沾着各种灰尘杂质，不光会影响出风而且可能造成异味。
5)预防性保养包括清洗换热器铜管，分析和更换冷冻机油，油滤芯、干燥过滤器等。
6)对水冷式冷凝器，主要是清除水垢的问题。
消除周期依水质而论，水质差的至少每年清洗一次；水质好的，可2~3年清洗一次。
空调系统的电气控制(详)
图7－4 外置式热保护器 (a)可复性保护器;(b)一次性保护器
2)电容器 在风扇电动机和压缩机电动机电路中都有电容器,它为 电动机提供启动力矩并减小运行电流和提高电动机的功率因 数。这些电容器一般为薄膜电容,常见故障为无容量、击穿 或漏电。检测时可用万用表的R×100或R×1K挡,如图7－5 所示。
(1)直流电源电路：为单片机和各分立电路提供5V和 12V两种直流电源。
(2)过零检测电路:为室内风机提供与电源同步的过零触 发信号。
(3)遥控接收电路:接收遥控器所发射的各种控制指令。 (4)显示电路:显示空调器的运行状态。 (5)室外风机继电器驱动电路:控制室外风机的启停,制冷、 制热时与压缩机同步。 (6)四通阀继电器驱动电路:控制四通阀的转换,即制冷与 制热转换。
机械式温控器的温控精度比电子式温控器差,一般温度 调节范围为18～32℃。机械式温控器的外形、动作原理及图 形符号如图7－8所示,温控器上有3个触点C、L、H,C是公共 端,制冷时与L接通,制热时与H接通。维修时可用万用表R×1 挡来检测,通时阻值应为零,断时阻值应为无穷大。机械式温 控器的常见故障是感温包内感温剂泄漏,导致温控器不能正 常工作。
图7－13 圆顶框架式过载保护器 (a)外形;(b)结构
8)主控电路板 主控电路板是空调器的核心部分,它接收各种信号,经微 电脑处理后发出各种指令,控制空调器工作。空调器微电脑 的控制流程如图7－14所示。
图7－14 微电脑控制流程
3.微电脑控制空调器 1)空调器微电脑控制电路的构成 空调器微电脑控制电路由单片机和外围电路构成。 单片机是一种超大规模集成电路,内部结构相当复杂,但非常 可靠,很少出现故障。单从应用的角度来看,可以简单地把它看成 一个器件,只需要了解其基本控制和运行功能即可。其控制功能分 外部和内部两大部分。外部功能主要包括显示和按键、红外接收 与编程、机型设置、蜂鸣、风向板控制、室内风机控制、电加热、 换新风、通信、模拟实时数据采集功能等;内部功能主要指不同运 行模式的控制,包括制动、制冷、制热、除湿、送风、定时、睡眠、 自检、除霜、各种保护、延时等功能。