变频器在家用空调中的应用

    一、家用空调概述    家用空调分为移动式、窗式和分体式。分体式空调也可分为一个房间、两个房间、3个房间用的。分体式空调日常应用较多，下面介绍分体式空调使用变频器调节控制一个房间温度的情况。    过去一般房间的空调是采用ON/OFF控制方式，用笼型电动机带动压缩机来调节冷暖气，但它存在着下述问题。    (1)根据地区气候、房屋的朝向等估计一年中最大负载，从而选择恰当的空调机比较困难。    (2)由于是ON/OFF方式运行，室内温度和湿度会发生波动，引起不舒适感。    (3)在50/60Hz地区产生较大差别。    (4)压缩机在启动时有很大的冲击电流，因此需要比连续运行时更大的电源容量。    (5)由于压缩机转速恒定，外面温度变化会引起冷暖空调能力的变化（特别在暖气运行时，外面气温下降会导致暖气效果下降)。    二、变频器解决方案    将变频器应用于房间空调可连续地控制笼型电动机的转速，可解决上述问题，变频器控制框图如图8.4所示。
    图8.4    变频器控制框图    室内部分以室内控制部为中心，由遥控、传感器、显示器和风机电动机驱动回路组成。温度和湿度数据及运行模式等设定以序列信号的形式送往室外部分。    室外部分以系统控制部为中心，由整流单元、逆变单元、电流传感器、室外风机电动机及阀门控制部分组成。    房间空调的室内部分备有室温传感器，并将设定温度和运行情况等信息传送给室外部分。室外部分则分析这些信息，了解温差与室温变化的时间等，然后计算并指定压缩机电动机的频率。开始运行时，如果室温与设定温度差别较大，采用高频运行，随着温度差的减小采用低频运行。另外，在室温急剧变化时使频率也大幅度变化，室温变化缓慢时使频率小范围变化，并在平衡冷暖气负载与压缩机输出的同时，以最短时间使室温达到希望值。使用变频器控制空调可以达到以下效果。    (1)利用变频器控制节能。房间空调一年的运行模式基本上是在轻负载下运行。变频器的容量控制在负载下降时使压缩机能力也下降，以此来保持与负载的平衡。在利用变频器变频控制使压缩机转速下降的场合，由于相对于压缩机容量，热交换器的相对比率增加，所以是高效运行，特别是轻负载时更为显著。    (2)压缩机ON/OFF损耗减少。由于使用变频器控制的空调可用变频来适应负载，所以可减少压缩机开停次数，使制冷回路的制冷剂压力变化引起的损耗减少。    (3)舒适性改善。与通常的热泵空调相比，装上变频器后，在室外气温下降、负载增加时压缩机转速上升，能提高暖气效果。    (4)消除50/60Hz的地区的能力差。由于变频器控制的空调在原理上是将交流变为直流再逆变为交流，所以与50Hz和60Hz的地区差无关，始终具有最大能力。    (5)启动电流减小。由变频器控制的空调再启动压缩机时，选择较低电压及频率来抑制启动电流，并获得所需启动转矩，所以可防止预定导通电流的增加。