變頻空調(diào)器的電氣控制系統(tǒng)

變頻空調(diào)器的電氣控制系統(tǒng)在我國變頻空調(diào)是90年代推出的新一代高性能空調(diào)，在其控制技術(shù)中采用智能控制，變頻控制等高新技術(shù)與定頻空調(diào)比較，變領(lǐng)空調(diào)具有以下優(yōu)點：①快速制冷與制熱。②溫度控制穩(wěn)定，精度高。③高效，節(jié)能。④運轉(zhuǎn)噪聲低。我國變頻空調(diào)研究起步較晚，但發(fā)展速度較快，目前，變頻空調(diào)研究已處于產(chǎn)品化階段。國內(nèi)外變頻空調(diào)器主要功能對比見表變頻空調(diào)的電控系統(tǒng)主要考慮以下幾點：1.控制方式空調(diào)器由于其使用環(huán)境參數(shù)的不確定性，人的舒適性要求的不確定性等因素，決定其幾乎不可能使用固定模型的控制方式，而模糊控制擺脫了模型不確定性影響，是比較適合于空調(diào)器的控制方式。針對空調(diào)器對象有很多平衡點的特殊性，采用零點自適應(yīng)模糊控制策略，既解決了溫度控制穩(wěn)定精度問題，又保證了空調(diào)控制的舒適性與快速性。2.噪聲控制室內(nèi)機噪聲是空凋器噪聲控制的首要問題。室內(nèi)機噪聲主要來自風(fēng)道摩擦噪聲與電動機的電磁噪聲，傳統(tǒng)的PG電動機和抽頭電動機，往往噪聲較大。直流無刷電動機由于具有噪聲低的特點，在設(shè)計起靜音運行的室內(nèi)機時，常被采用。3．電網(wǎng)電壓的適應(yīng)能力普通的控制器適用的電壓范圍為電網(wǎng)電壓波動上下10％，采用自適應(yīng)空間矢量調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)壓縮機電動機運行電壓補償后，電網(wǎng)電壓在上下20％范圍被動時，仍具有較強的制冷、制熱能力。一、變頻空調(diào)器控制單元組成●室內(nèi)控制單元硬件由三部分組成：(1)室內(nèi)機CPU主控板(2)室內(nèi)風(fēng)扇電動機驅(qū)動及開關(guān)電源控制板(3)遙控接收及顯示控制板●室外控制單元由兩部分組成：(1)室外機變頻控制主回路s(2)室外機CPU控制板。二、室內(nèi)微電腦主控板電路工作原理下圖中是變頻式空調(diào)器室內(nèi)微電腦主控板電氣原理圖。微電腦主控板選用因特公司U87C196MC芯片作為系統(tǒng)主控芯片。U87C196MC為16位電動機控制專用微處理芯片，芯片本身帶有三相PＷM波調(diào)制輸出專用口，可用于驅(qū)動直流無刷電動機(風(fēng)扇電動機)，該芯片具有較快的運行速度及可靠性。1.溫度檢測電路由兩個負(fù)溫度系數(shù)(ＮＴＣ)濕度傳感器來檢測室內(nèi)環(huán)境溫度及室內(nèi)熱交換器溫度、兩只溫度傳感器由四芯插座CN16引入，由CPＵ的P0.0與P０．1兩個A/D口實現(xiàn)溫度檢測。芯片具有較快的運行速度及可靠性。2.串行通信電路室內(nèi)、室外間通信，采用電流環(huán)方式，由微處理器P2.1、P2.0捕捉器口實現(xiàn)串行發(fā)送與串行接收，串行通信信號由兩芯插座CN302引入控制板，經(jīng)PC10、PC11光藕隔離送Ic11反相驅(qū)動后，引入CPU，實現(xiàn)串行通信。3.立體送風(fēng)電路室內(nèi)單元出風(fēng)的風(fēng)向變換是由微處理器控制的步進電動機實現(xiàn)的，共有三只步進電動機分別實現(xiàn)三個方向的立體送風(fēng)。ＣN18、CN19(五芯插座)，左右風(fēng)向步進電動機，CN20(五芯插座)，上下風(fēng)向步進電動機。由微處理器P3口徑ICl4驅(qū)動后控制左右風(fēng)向步進電動機，P4.0-P4.3經(jīng)ICl5驅(qū)動后控制上下風(fēng)擺步進電動機。4.遙控接收與顯示電路遙控接收頭將遙控信號檢波整形后由ＣN13的第7腳引入CPU的P2.1口實現(xiàn)遙控信號接收?？照{(diào)器的運行狀態(tài)分別由ＣPＵ的P5.0，P5.2，P5.5，P5.7四個口控制的四只發(fā)光二極管來指示。5.方式選擇撥段開關(guān)及故障顯示室內(nèi)機可由面板拔段開關(guān)選擇停止、正常運行、試運轉(zhuǎn)及DEM0四種運行方式，方式選擇由ＣN17的1、2、3三根信號線的不同組合實現(xiàn)，狀態(tài)由ＣPＵ的P0.6與P0.7兩個口實現(xiàn)檢測。面板上三只故障燈SRＶ-1、SRＶ-2、SRＶ-3分別由CPU的P3.0-P3.2口經(jīng)比IC14驅(qū)動后控制。6.直流無刷電動機及開關(guān)電源控制回路室內(nèi)風(fēng)扇電機用三相六拍的方波信號實現(xiàn)變頻控制。三相方波信號由ＣＰＵ的專用三相PＷM口P6.0-P6.5控制，直流無刷電動機轉(zhuǎn)子位置信號由ＣＰＵ的P2.0捕捉口進行檢測。三、電動機驅(qū)動及開關(guān)電源板電路工作原理1.電源板功能圖是變頻式空調(diào)器室內(nèi)無刷電動機驅(qū)動及開關(guān)電源板的電氣原理圖,該電源板可實現(xiàn)以下功能：①提供空調(diào)器室內(nèi)機微電腦主控板所用的DＣ5Ｖ電源；②提供空調(diào)器室內(nèi)、室外串行通信所用的DC24Ｖ電源；③提供室內(nèi)風(fēng)扇電動機專用的DC10Ｖ一30Ｖ的電源；④實現(xiàn)無位置傳感器無刷電動機的驅(qū)動與維護。2.電源板組成(1)開關(guān)電源開關(guān)電源采用自激、隔離方式，它主要是提供兩路DC5Ｖ及DＣ10Ｖ－30Ｖ的電源。它由整流電路、斬波電路、自激電路、直流電源輸出電路及控制電路組成。①濾波整流電路AＣ220Ｖ通過ＣN301引入，經(jīng)電感及整流橋整流濾波后在電容C304上得到300V的直流電源。②斬波電路斬波電路主要由開關(guān)電源專用集成芯片KAIH0380及高額變壓器來完成。KAIH0380芯片將斬波管PＷM的產(chǎn)生電路和開關(guān)電源的各種保護電路集成在內(nèi)，這樣大大簡化了電路結(jié)構(gòu)，高頻變壓器由主繞組(7，9)輔助繞組(11．12)、輸出繞組(5，6，3，4)組成，兩輸出繞組采用并聯(lián)方式，加大輸出的驅(qū)動能力。對輸出電壓的調(diào)整主要通過連在KAIH03804腳的電容C307實現(xiàn)。③自激電路自激電路是提供給芯片KAＩＨ03８０的工作電源，這部分電路主要通過兩個二極管D301、D302整流在電容E302上形成直流電源。④直流電源輸出電路高頻變壓器的輸出繞組經(jīng)二極管D306整流后在電解電容上可形成10Ｖ一30Ｖ納直流電壓，作為室內(nèi)無刷電機的輸入電壓。同時1C303(LM2575)將DCl0V—DC30Ｖ轉(zhuǎn)換成5Ｖ的直流電源，為室內(nèi)ＣＰＵ主控板提供工作電壓。⑤控制電路開關(guān)電源控制電路主要由比較器比IC305及驅(qū)動管Q301來控制光稿IC304副方電流，從而控制輸出電壓，IC305的兩個輸人腳分別接在DC5Ｖ、DC10Ｖ一30Ｖ的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)上，DC10Ｖ一30Ｖ由插件CN304的13腳來控制。(2)無位置傳感器無刷電動機的驅(qū)動與保護無刷電動機的驅(qū)動與保護由厚膜電路IＣ301來實現(xiàn)。無刷電動機反電勢信號經(jīng)插件cN3