空調(diào)扼制技藝和進(jìn)境走勢的研究

　　優(yōu)點(diǎn)變頻空調(diào)的使用特點(diǎn)是低頻啟動(dòng)（20～30Hz），啟動(dòng)后快速運(yùn)行，以最大功率、最大風(fēng)量進(jìn)行制熱或制冷，迅速接近所設(shè)定的溫度（temperature)。此后，壓縮機(jī)便在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，處于不停機(jī)狀態(tài)，僅以所需的功率維持設(shè)定的溫度，使人有如沐春風(fēng)的感覺，這樣不但溫度穩(wěn)定，還避免(avoid)了壓縮機(jī)頻繁地開停所造成的對(duì)使用壽命(lifetime)的影響(influence)，而且耗電量(Electricity)大大下降，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能，比普通空調(diào)節(jié)電20%～30%。
　　變頻（frequency conversion)空調(diào)的核心是變頻器，運(yùn)用變頻控制技術(shù)的變頻空調(diào)，可根據(jù)環(huán)境(environment)溫度自動(dòng)選擇制熱、制冷和除濕運(yùn)轉(zhuǎn)方式。昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。其具有超低溫制熱、快速除霜的能力，一般空調(diào)當(dāng)室外溫度小于0℃時(shí)，制熱能力大幅下降，在-12℃時(shí)出力只有額定值的35%左右，但變頻空調(diào)可根據(jù)室外溫度變化自動(dòng)調(diào)速，出力可達(dá)額定值的70%左右。在低溫情況下，一般空調(diào)室外除霜停機(jī)需5～10min，在此期間室內(nèi)(indoor)機(jī)停止供熱，而變頻空調(diào)可利用微處理(chǔ lǐ)器控制電子膨脹(inflate)閥，除霜時(shí)電子膨脹閥全開，壓縮機(jī)高速(gāo sù)旋轉(zhuǎn)，利用壓縮機(jī)排氣的溫?zé)岢?，從而?shí)現(xiàn)不間斷供熱除霜。最大制熱量可達(dá)到同類普通空調(diào)器的115倍，低溫下仍能保持良好的制熱效果。此外，一般的分體機(jī)只有四檔風(fēng)速可供調(diào)節(jié)，而變頻空調(diào)器的室內(nèi)風(fēng)機(jī)（Draught Fan）自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)隨壓縮機(jī)的工作頻率在12檔風(fēng)速范圍內(nèi)變化，由于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與空調(diào)器的能力配合較為合理，實(shí)現(xiàn)了低噪音的寧靜運(yùn)行，最低噪音只有30dB左右。
　　另外，變頻空調(diào)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是電壓適應(yīng)性高（達(dá)142～270V）。
　　缺點(diǎn)（1）其功率前級(jí)一般都采用二極管全橋整流方式，造成電網(wǎng)諧波污染，功率因數(shù)下降，而且產(chǎn)生很強(qiáng)的EMI，對(duì)電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的安全(security)運(yùn)行造成潛在危害。（2）由于其大部分運(yùn)行時(shí)間處于低頻狀態(tài)(status)，諧波成分高，電磁輻射(Radiation)存在，功率因數(shù)低，低速性能差。（3）由于是不停機(jī)運(yùn)行，電力電子(electronic)器件熱損耗大，引起額外（extra)能耗。（4）控制復(fù)雜、價(jià)格高、維修麻煩。
　　適用于電壓(Voltage)變化范圍大，單機(jī)容量大，室外溫差大，房間密封性差且需頻繁（frequency)開關(guān)的場合。
　　直流變頻空調(diào)工作原理高效數(shù)字直流變頻壓縮機(jī)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在于它摒棄了原有交流變頻的“交流電壓→直流電壓→交流電壓→變轉(zhuǎn)速(Rotating speed)方式交流電機(jī)”的循環(huán)工作方式，采用先進(jìn)的“交流電壓→直流電壓→變轉(zhuǎn)速方式數(shù)字電機(jī)”控制技術(shù)(technology)，直流調(diào)速只經(jīng)過一次電壓轉(zhuǎn)換，減少電流在工作中轉(zhuǎn)變次數(shù)，使電能轉(zhuǎn)化效率提高。
　　為變頻空調(diào)變頻部分的基本構(gòu)成。昆山空壓機(jī)維修工作時(shí)，空氣經(jīng)過自潔式空氣過濾器被吸入，通過PLC自動(dòng)清洗過濾器，空氣在經(jīng)過進(jìn)口導(dǎo)葉自動(dòng)調(diào)節(jié)后進(jìn)入一級(jí)壓縮，經(jīng)一級(jí)壓縮后的氣體溫度較高，然后進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻(水走管內(nèi)，氣走管外，中冷器的水流量要求為110m/h)之后進(jìn)入二級(jí)壓縮系統(tǒng)電源220V交流電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換器變換為直流。逆變器主要功能為實(shí)現(xiàn)換向，把直流電壓轉(zhuǎn)換成任意頻率，有效值相當(dāng)于三相交流電的脈沖電壓信號(hào)(signal)，其最常見的變頻部分的基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)形式是由6個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件組成的三相橋式電路（大功率模塊）。
　　變頻空調(diào)器按照壓縮(compression)機(jī)類型而分為交流變頻與直流變頻兩大類。交流變頻中逆變器的輸出(Output)電壓(Voltage)方式方法一般采用是不等寬度PWM調(diào)制方式，而直流變頻中逆變器的輸出電壓方式一般采用是等寬度PWM調(diào)制方式。目前PAM以其獨(dú)特的優(yōu)越性而被用于直流變頻空調(diào)器的壓縮機(jī)輸入電壓的調(diào)制中。其調(diào)制波形圖如所示。2變頻的各種調(diào)制方式為變頻部分電路，其中虛框即顯示了一種由6個(gè)三極管模塊組成的逆變器，習(xí)慣上叫作大功率模塊，其中A+、B+、C+組成上支路，A-、B-、C-組成下支路。按一定順序循環(huán)通斷，每次總是上支路的一個(gè)三極管與下支路一個(gè)三極管導(dǎo)通，給壓縮機(jī)定子（組成：定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座）線圈施加(Apply)方波電壓。3變頻部分電路原理圖在壓縮機(jī)中，由于汽缸中充滿了氟利昂蒸氣，不能采用會(huì)產(chǎn)生火花的有刷直流電機(jī)，因此必須(have to)采用通過電子回路實(shí)現(xiàn)換向的無刷直流電機(jī)。
　　優(yōu)點(diǎn)除具備交流變頻的常規(guī)優(yōu)點(diǎn)外，還具備如下優(yōu)點(diǎn)：（1）減少了電流在工作中轉(zhuǎn)變的次數(shù)，使電能轉(zhuǎn)化效率大大提高(，功效比值（兩數(shù)相比所得的值)提升。（2）直流變頻空調(diào)的風(fēng)機(jī)（Draught Fan）采用數(shù)字(Resources)電機(jī)，數(shù)字電機(jī)是指采用數(shù)字脈沖信息控制的、轉(zhuǎn)速非常精確的電機(jī)，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和改變轉(zhuǎn)速期間能夠?qū)崿F(xiàn)減速及加速的完全控制，可以保證風(fēng)機(jī)以最佳方式進(jìn)行平穩(wěn)安靜地運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)避免了交流電機(jī)引起的交流噪音，大大地降低了運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。（3）它采用DSP數(shù)字控制芯片，比交流變頻使用的MCU芯片控制速度要快20倍以上，控制更精確、運(yùn)行速度更快。（4）由于直流變頻中采用了無刷直流電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，不需要外部供給電流，減少了損耗，因此效率較高。若直流變頻壓縮機(jī)(compressor)采用稀土永磁材料，無磁損，不需磁化，使磁力線集中，大大減少了轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗，使壓縮機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)、更安靜，較交流變頻省電高達(dá)18%～20%，同時(shí)其低速性能(property)較好。
　　高性能變頻（frequency conversion)空調(diào)發(fā)展方向的探討節(jié)能(Energy saving)是高性能空調(diào)的發(fā)展主題，節(jié)不節(jié)能主要取決于制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與配置，視其系統(tǒng)制冷系數(shù)的大小而定。昆山空壓機(jī)維修工作時(shí)，空氣經(jīng)過自潔式空氣過濾器被吸入，通過PLC自動(dòng)清洗過濾器，空氣在經(jīng)過進(jìn)口導(dǎo)葉自動(dòng)調(diào)節(jié)后進(jìn)入一級(jí)壓縮，經(jīng)一級(jí)壓縮后的氣體溫度較高，然后進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻(水走管內(nèi)，氣走管外，中冷器的水流量要求為110m/h)之后進(jìn)入二級(jí)壓縮系統(tǒng)將恒速空調(diào)機(jī)改進(jìn)成調(diào)速空調(diào)機(jī)主要是為了改善其自動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，以提高機(jī)器的品質(zhì)，而不是以節(jié)能為目標(biāo)(cause)。調(diào)速只不過是改善空調(diào)機(jī)運(yùn)行品質(zhì)的一個(gè)基礎(chǔ)，而真正的節(jié)能還有賴于制冷系統(tǒng)的匹配。調(diào)節(jié)系統(tǒng)制冷量的關(guān)鍵部件是節(jié)流減壓元件，如果不將其從恒阻尼的毛細(xì)管改成與調(diào)速范圍(fàn wéi)相適應(yīng)的、可調(diào)阻尼的電子減壓閥（膨脹閥），那么，這種調(diào)速空調(diào)機(jī)就沒有多大意義，甚至還要多消耗內(nèi)部轉(zhuǎn)換所需的電能。
　　為了進(jìn)一步提高(變頻空調(diào)的性能，可以采用如下方法：（1）基于BOOST電路拓?fù)?，以UC3854BN為PFC控制核心，解決如何配置其電壓(Voltage)環(huán)和電流環(huán)參數(shù)，并將該電路應(yīng)用于變頻空調(diào)中去實(shí)現(xiàn)其功率因數(shù)校正（詞義:校對(duì)改正)，使各次諧波電流含量均滿足“3C認(rèn)證”的EMC標(biāo)準(zhǔn)。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。基于雙閉環(huán)設(shè)計(jì)原理來實(shí)現(xiàn)變頻空調(diào)的有源功率因數(shù)校正，可以得到很好的功能實(shí)現(xiàn)。
　?。?）PAM調(diào)制方式在空調(diào)器上的應(yīng)用。直流變頻壓縮機(jī)為保持馬達(dá)轉(zhuǎn)矩不變，必須使Ud/fd為常數(shù)，轉(zhuǎn)速提高時(shí)，壓縮機(jī)輸入電壓(Voltage)應(yīng)按比例上升。
　　采用的等寬度PWM變頻器，雖然具有扭矩大、靈敏度高的特點(diǎn)，但輸出電壓能力不足，制約了壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)在空壓機(jī)的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設(shè)置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機(jī)的機(jī)械噪聲和電機(jī)噪聲仍然很高，因此還應(yīng)在空壓機(jī)的機(jī)組上安裝隔聲罩。4、懸掛空間吸聲體：在佛山凌格風(fēng)空壓機(jī)站，高大空曠的廠房混響很重。PAM調(diào)制方式能在相同電網(wǎng)輸入電壓的情況下，獲得比較高的逆變器輸出電壓，因此如果在壓縮機(jī)低速范圍內(nèi)沿用等寬度PWM調(diào)制方式，而在高速范圍內(nèi)采用PAM高效、低噪的混合調(diào)制方式，無疑是一個(gè)兩全其美的辦法。
　　結(jié)束語空調(diào)變頻電源(power supply)在設(shè)計(jì)(design)上應(yīng)著重考慮以下幾點(diǎn)：（1）體積小；（2）電壓調(diào)節(jié)能力強(qiáng)；（3）低頻段性能優(yōu)；（4）可靠性高。此外，在開關(guān)損耗、反饋信號(hào)(signal)接口和成本等方面，也有一些特殊要求。有一些問題(Emerson)屬于控制（control)級(jí)的，要在軟件和控制電路上做工作；有一些屬于功率級(jí)的，則要在模塊、部件的選用上做工作。