直流变频空调原理.
直流变频空调基本原理及结构
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。
直流变频空调基本原理和结构
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。
直流变频空调工作原理
直流变频空调工作原理
直流变频空调是一种利用直流电源和变频技术实现空调温度调节的系统。
工作原理如下：
1. 直流供电：直流变频空调系统使用直流电源供电，相比传统交流电源，直流电源更高效、节能，减少电能转换过程中的能量损失。
2. 变频技术：直流变频空调采用变频技术控制压缩机的运转速度，从而实现对制冷/制热能力的精确调节。
变频技术通过调
整压缩机驱动电机的转速，自动调整制冷剂流量和压缩机工作状态，以满足室内温度要求。
3. 传感器控制：直流变频空调内置温度传感器和湿度传感器，能够实时感知室内环境参数。
这些传感器将感知到的温度、湿度等信息传给控制器。
4. 控制器调节：控制器根据传感器反馈的室内环境信息，和用户设定的温度要求，调节变频驱动器控制压缩机的速度和温度。
通过控制器精确计算和调整压缩机转速，实现室内温度的精确控制。
5. 双向热交换：直流变频空调系统通过蒸发器和冷凝器实现制冷和制热。
在制冷模式下，冷媒在蒸发器中吸收室内热量，蒸发变为低温低压气体。
然后通过压缩机将低温低压气体压缩成高温高压气体，然后在冷凝器中散发热量。
在制热模式下，工作原理相反。
总的来说，直流变频空调通过直流供电和变频技术实现高效节能的空调调节，通过传感器和控制器对室内环境参数进行感知和调节，通过蒸发器和冷凝器实现制冷和制热。
直流变频空调的原理
直流变频空调的原理
直流变频空调是一种采用直流电源，并通过变频技术调节电机转速的空调系统。
其工作原理可以通过以下步骤进行解释：
1. 直流电源供电：首先，直流变频空调从直流电源中获取电能。
这种电源可以是直接连接到交流电源的整流器，也可以是通过太阳能电池或电池组等可再生能源提供的直流电源。
2. 转换为交流电：直流电源的电能经过逆变器进行转换，转换成交流电以供电给空调系统的压缩机和风扇等部件。
逆变器是一个关键组件，它将低压直流电转换为高压交流电。
3. 控制器解析信号：控制器对温度、湿度和其他环境参数感应器的信号进行解析。
这些传感器通常安装在室内和室外，以便实时监测空气质量和环境温度等数据。
4. 变频调节电机转速：根据控制器解析的信号，控制器向逆变器发送指令，调节压缩机和风扇电机的转速。
通过更改电机的转速，可以调整空气循环和冷凝量，从而实现空调系统的制冷或供暖效果。
5. 温度调节和控制：在空调系统运行期间，控制器会根据设定的温度要求进行调节和控制。
一旦环境温度达到设定值，控制器会停止或减小压缩机和风扇电机的运转，以避免能源浪费。
通过采用直流电源和变频调速技术，直流变频空调可以实现能源效率的最大化。
相比传统的交流电压调节空调系统，它能更
精确地控制电机的转速和功率输出，从而节约能源和降低运行成本。
此外，直流变频空调系统还能提供更加舒适和稳定的室内环境，减少噪音和震动等不良影响。
交流、直流变频的原理
变频空调以其先进的控制技术和显著的节电效果备受广大消费者的青睐。
下面谈谈变频空调的节电机理及维修。
一）、变频空调的工作原理变频空调与普通空调最主要的区别是前者增加了变频器。
交流变频空调器的工作原理是把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块（大功率晶体管开关组合）；同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的电源（合成波形近似正弦波），使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量和制热量。
直流变频空调器是将模块输出的受控的直流电源送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，由于压缩机使用了直流电机，使空调器更省电，噪声更小。
另外变频技术已从交流式向直流式方向转化，控制技术由PAM（脉冲宽度调制）发展为PWM（脉冲振幅调制），采用PAM控制方式的压缩机转速受到上限转速限制，一般不超过7000转/分，而采用PWM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这样大大提高了制冷能力。
二）、变频空调的节电分析变频空调器的节电机理有下述几方面：1.变频空调的压缩机处于高频、高速满负荷运行状态时间较短，而长时间地工作于低频、低转速、轻负载状态。
在此状态下由于压缩机的制冷量变得较小，而室内换热器与室外换热器的热交换面积并不改变，因此室内吸热（放热）效率和室外散热（吸热）效率都大大提高，整机运行效率也大大提高。
这与开机时间长，开停机频繁的普通空调相比节电效果更显著。
2.普通空调由50Hz交流电网直接供电，启动电流较大；而变频空调是软启动，启动时压缩机以低速小电流启动，其功率损耗较小。
3.变频空调器在制冷系统中由于采用了电子膨胀阀节流，使空调制冷工作在高效状态下，电子膨胀阀与变频器密切配合，达到了节电目的。
4.由于变频空调是不停机的连续运行，避免了压缩机频繁的开停机，使制冷剂压力变化引起的损耗减小，降低了压缩机因启动次数频繁而引起的电耗。
5.变频空调采用效率较高的开关电源，比普通空调节电，直流变频空调没有逆变环节，这方面比交流变频更省电。
交流变频与直流变频空调器的工作原理
交流变频与直流变频空调器的工作原理
目前市场上有两种变频空调器，一种是交流变频空调器，另一种是直流变频空调器。
它们的主要区别在于，交流变频空调器的压缩机釆用的是交流变频电动机，直流变频空调器的压缩机釆用的是直流变频电动机。
直流变频空调又可以分为两种，一种只有压缩机釆用直流变频电动机；另一种不仅压缩机, 包括室内风机、室外风机都釆用直流变频电动机。
后一种空调器被称为全直流变频空调。
1、交流变频
交流变频电机本质上就是三相交流异步电动机，工作时，电动机的定子绕组产生旋转磁场，转子绕组在旋转磁场的作用下产生感应磁场，然后定子的旋转磁场与转子的感应磁场相互作用，使转子运转。
由于交流变频电动机的定子与转子之间存在电磁感应作用，所以电动机在运转时有电磁噪声，转子绕组有电磁损耗。
这是交流变频空调中，变频器驱动交流变频电动机运转的原理示意图。
2、直流变频
直流变频电动机是一种无刷直流电动机，其转子由永磁体构成，定子由绕组构成。
工作时, 定子绕组产生旋转磁场与永磁体转子的固定磁场直接作用，实现电动机运转。
无刷直流变频电动机本质上仍是一种交流电动机，所以说“直流变频电动机”从概念上来讲不是很严谨，直流电是没有频率可言的，也就谈不上变频了。
这是直流变频空调中，变频器驱动直流变频电动机运转的原理示意图。
直流变频电动机的定子与转子之间不存在电磁感应作用，所以它克服了交流变频电动机的电磁噪声与转子的电磁损耗。
相对交流变频电动机而言，它具有效率高、噪声低等优点。
直流变频空调的原理及优缺点
直流变频空调变频空调直流变频空调是指采用直流变频控制系统以及相应的直流变频压缩机的空调器；节能效果最强，最高节电能力达到48％；控温技术更精确，温度波动在0.5℃以内；同时还拥有低压启动、静音效果更明显等优势。
概述在空调器中，变频技术是一项新兴的技术，它是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的运转转速的一种技术。
交流变频空调器的工作原理是：变频技术是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的转速的一种技术,通过变频器先进行交流到直流的变换，再通过变频器进行直流到交流的变换，从而控制交流电机的转速。
而对变频器的控制是通过传感器将室内温度信息传递给微电脑，输出一定频率变化的波形，控制变频器的频率。
当室内急速降温或急速升温时，室内空调负荷加大，压缩机转速加快，制冷量按比例增加，相反，当室内空调负荷减少时，压缩机正常运转或减速。
直流变频空调器的工作原理是把50Hz工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电路，功率模块也同样受微电脑控制，所不同的是模块所输出的是电压可变的直流电源，压缩机使用的是直流电机，所以直流变频空调器也可以称为全直流变速空调器。
直流变频空调器没有逆变环节，在这方面比交流变频更加省电。
直流变频空调是相对于交流变频空调而来的，其实，它的名称是不正确的，因为直流不存在变频，它是通过改变直流电压来调节压缩机转速，从而改变空调的制冷量，采用的直流调速技术要远远优于调频技术，因此直流变转速是正确的叫法。
它只能说是一种直流变转速空调，不是严格意义上的变频空调。
它的能源损耗比调频调速要小。
另外，由于这种直流电机的转子是永磁的，又省却了三相交流异步电机的转子电流消耗。
所以，它从电网电源到电动机这一段的功率因数要比调频调速方式高，节省了一定的能量。
相关据《科技日报》，从1997年中国第一台变频空调诞生，此间变频空调的压缩机驱动方式经历了从交流变频到120度直流变频，再到180度直流变频的技术革新历程。
直流变频空调概念：什么是直流变频空调
直流变频空调概念：什么是直流变频空调直流变频空调主要是由直流变频压缩机和直流变频器组成，直流变频器将市电转化为直流电源，并送至功率模块（IPM）受驱芯片送来的控制信号控制，模块输出是受控的直流电源，受控直流电源输送给直流压缩机控制压缩机转速。
直流变频空调与交流变频空调相比，电源转换少一次，没有直流逆转为交流的过程提高了电源的功率，同时直流压缩机比交流压缩机效率高，因此直流变频效率高更节电。
直流变频压缩机转子为永磁体，自身产生磁力线与定子中绕组间的电流产生作用，实现压缩运转，由于转子没有绕阻，没有电流通过，因此，不会产生损耗，效率高。
交流变频压缩机的运转是靠定子绕组上通过的电流转子绕阻上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现的，因此转子绕阻有电流通过，产生损耗，因此直流变频压缩机要比交流变频压缩机效率要高30%-50%。
直流变频空调器，控制系统中所有器件均同直流控制，不再需要多路整流装置，所有电气元件都可安装在室外机组中去，比采用交流变频技术的空调器节电20%。
变频空调变频原理：变频空调的核心是指变频压缩机（变频器）即通过改变电流的频率实现对压缩机转速的调节，从而实现控制室温波动的目的。
当空调高功率运转迅速，接近所设定温度后，压缩机便在低速转，低能耗状态运转，仅以所需的功率维持设定的温度，这样不但温度稳定，还避免了压缩机频繁的开开停停所造成的寿命衰减，而且耗电量大大下降，实现了高效节能普通直流变频空调的三大部件：直流变频压缩机、直流电机、变通控制芯片。
普通交流变频空调的三大部件：直流变频压缩机、普通PC电机、普通控制芯片。
数字直流变频空调是彩数字直流压缩思想内容的空调高效数字直流变频压缩机的独特优点在于它摒弃了普通压缩机原有的“交流电压——直流电压——变转速方式交流电机”的循环工作方式，采用先进的“交流电压——直流电压——变转速方式数字电机”控制技术，减少在工作中转变次数，使电能转化效率大大提高。
变频空调则依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小，电能消耗少，其全过程度大大提高，而运用变频技术控制的空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。
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对环境的适应性不同 节能
从长期运行来说，变频空调器会比普通空调 器节约30%以上的电量。
注意 :频繁的开/关变频空调器不能节约电量。
变频空调器的原理
从能量转换上可把变频控制分为交流-交流 变频与交流--直流-交流变频。 家用变频控制，交流-变频还是直流变频都 是通过交流--直流-交流的方式实现变频运转。 可调频率交流电，先把220V交流市电整流为 直流，再由直流变为可调频率的交流，从而 完成变频
相似之处，所以人们习惯把这种 电机称为无刷直流电机。
线圈绕组 定子
永久磁铁 转子 位置传感 器
V
直流变频原理
无刷直流电机在运行时，必须实时检测出转子的位置， 从而进行相应的驱动控制，以驱动电机换相，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。 由于压缩机电机无法安装位置传感器，所以直流变频 空调的压缩机都采用后一种方法进行电机换相。
变频原理
VV
VF VVVF
PAM PWM
变频原理
变频控制器原理框图
交流变频原理
交流变频依据原理： n=60f(1-s)/p n—压缩机转速，f—压缩机供电频率， p—电机极对数，s—转差率 交流变频是通过改变压缩机的供电频率f，p与s不变， 压缩机转速随频率变化而变化。
交流变频原理
异步电动机感应电动势为：E1=4.44kfN1Ф （k—电机绕组系数；N1—每相定子绕组匝数；Ф—每极 磁通）。 由于定子阻抗上的压降很小，可以忽略，可以认为： U1=E1=4.44kfN1Ф。 实际运行过程中，通常希望保持Ф不变。因为Ф的增加， 将导致铁心的饱和，进而引起励磁电流的上升，使铁 损急剧增加。而Ф减小，则铁心未得到充分的利用，使 得输出转矩下降。 要改变频率f的大小，电机定子电压U1必须随之变化， 即变频时也要变压。这种调节转速的方法称为VVVF， 简称为V/F变频控制。
直流变频压缩机结构示意图
家用直流变频空调制冷系统介绍
上盖组件 分液器组件 壳体组件
直流电机组件
泵体组件 下盖及安装板
直流变频压缩机设计特点
家用直流变频空调制冷系统介绍
低带油率 低吸气脉动
大分液功能
高效的直流钕 铁硼电机
高效泵体
舒适性不同
变频空调器 舒适性比定 速空调器好。 可以快速制 冷或制热 温度波动小。
直流变频原理
•方波型与正弦波型永磁同步电动机对比
自控式 永磁同 步电机 绕组 电机反 电动势 波形 梯形波 驱动方 式 电机相 电流波 形 死区控 制 特点 共同点
方波型 分布绕 组 永磁同 步电机 （BLDC） 正弦波 集中绕 组 永磁同 步电机 （PMSM）
正弦波
均需位 置检测 并进行 换相控 制，效 180度正 180度正 有 （与 中低速 弦波 弦波 交流变 效率高、 率高、 调速性 频相同） 噪音偏 能好、 大 噪音低
直流变频原理
直流变频名称的由来
家用电器，直流变频最常用无刷直流电机，为把这种 变频与交流变频进行区别，人们习惯上把使用了无刷 直流电机的变频家电称为直流变频家电。 和电子膨胀阀、无氟空调一样，直流变频是一个约 定俗成的词语，这种命名方法有一定的误导性。 所以，直流变频并不是说压缩机是直流电供电，它 的转化方式上与交流变频一样，都是采用交-直-交的方 式。供给压缩机的电压还是交流的信号。这种电机实 际也是一种交流电动机。
直流变频原理
直流变频所用电机学术上称为“自控式永磁同步电动 机” 属于交流电动机范畴。 自控式永磁同步电动机根据定子绕组的不同主要分为 两大类，方波型永磁同步电动机与正弦波型永磁同步 电动机； 方波型永磁同步电动机也称无刷直流电动机BLDCM， 绕组一般为分布式，反电动势为梯形波，驱动方式为 120度方波； 正弦波型永磁同步电动机也称永磁同步电动机PMSM， 绕组一般为集中式，反电动势为正弦波，驱动方式为 180度不控 整流 PWM 斩波 DC
•PAM示意图
三相 六拍 逆变
调频
AC
调压 图 b
•PWM示意图
AC 不控 整流 DC PWM 逆变 AC
调压调频 图 c
直流变频原理
从整机形式上看，直流变频可分为全直流变频 与部分直流变频。 全直流变频是指压缩机、室内外风机均使用直 流无刷电机，部分直流指只有压缩机使用直流 无刷电机。
直流变频空调原理
变频空调与定速空调区别
压缩机不同
定速空调器的压缩机运行频率不可变。E.g. 50Hz 变频空调器的压缩机运行频率可变。30Hz~120Hz。
控制器不同
变频空调器的控制器远比定速空调器复杂。
输出能力不同
在一个工况下定速机只有一个能力输出 变频机的输出能力是一个范围
直流变频原理
•无刷直流电机与有刷直流电机
直流变频电动机的基本结构
用装有永磁体转子取代有刷直流电动机的定子磁极，用 具有多相绕组的定子取代电枢，用位置传感器及控制器 组成的电子换向器取代传统的机械换向器和电刷。这样， 就得到了无刷直流电动机。 由于无刷直流电动机与传统的直流电机
Ｗ U
无论是结构还是调速性能都有很多
120度方 120度方 无 波 波
噪音小、 中低速 效率偏 低
直流变频空调器原理
•方波型与正弦波型永磁同步电动机对比
方波型永磁同步电机反电动势
00 300 600 900 1500 2100 2700 3300 300 900 1200 1800 2400 3000 3600 600
正弦波型永磁同步电机反电动势
交流变频原理
V-F曲线：
U(V) UN
b
a
fN
f(Hz)
a-压缩机厂给出的V-F曲线 b-经过适当补偿的V-F曲线
交流变频原理
交－直－交变频器根据VVVF调制技术不同，分为PAM 和PWM两种。 PAM是把VV和VF分开完成的，称为脉冲幅值调制方式， 简称PAM方式。 PWM是将VV与VF集中于逆变器一起来完成的，称为脉 冲宽度调制方式，简称PWM方式。 目前我们使用的为PWM方式。