TCL空调器（中山）有限公司 528427
摘要：空调作为一种重要的电器，在人们的生产和生活中都有非常重要的作用，对于空调的设计来说具有更高的要求。在空调中的各项设计中，电控系统的设计是控制空调的核心，了解和提高变频空调的电控系统的设计与开发，能更好地用于人们的生产和生活中。
关键词：变频空调；电控系统；设计
引言
为了使变频空调更加安全可靠的为人们的日常生活提供舒适环境的保证，满足人们对高品质生活的需求，对于变频空调的设计有了更高的要求，需要从不同的方面注重变频空调电控系统设计，加强对专业控制理论及相关方法的合理运用，明确该电气控制系统设计要点，能确保变频空调能够长期处于低功耗、高效率的工作状态。
1变频空调工作的原理与特点
1.1变频空调工作的基本原理
变频空调则是通过一个变频逆变电路来改变压缩机的转速，通过PWM控制技术实现变频变压，在变频的同时协调地改变电机的端电压，通过控制压缩机的转速从而调节压缩机的吸气量来调节制冷量。空调刚启动时，由于房间冷负荷较大，空调压缩机电机以高频率快速运行，让空调的制冷能力达到最大，使房间温度能在最短时间内降下来；当房间冷负荷变小时，压缩机运行频率能随之降低，减少空调的制冷量，而不用整个空调停机来实现制冷量调节，减少了空调的起停次数及温度波动。
1.2 变频空调工作的特点
变频空调可以根据环境的温度变化自动选择制冷、制热和除湿等功能，让房间在短时间 内达到用户所需要的温度。因此，变频空调具有多种特点，具体分析如下。
（1）当变频空调刚启动时，其运转频率最大，通常超过130HZ，同时在这个时候，变频空调的制冷和制热速度最快，能够在最短的时间内让房间温度达到用户所需的温度。
（2）变频空调不需要进行频繁的开关机，由于变频空调在很大部分时间内都是进行低频段运转，所以，整机的噪音较低。
（3）当变频空调在开机半小时之后，就可以自动转入节能运行。如果在夜间使用节能功能时，应在低频下运转，这样才能使能效达到最高，更能起到节能省电的作用。
（4）当变频空调在刚启动时能够以高速进行运转，但它并非一直以高速运转的，当室温达到所设定的温度时，就会自动转为低频进行运转工作，因此，变频空调对于温度的控制比较精确。
（5）通常情况下，一旦室温低于8℃，空调器便不能正常运行，而变频空调便不是如此，它能够在室温低于-15℃时依然能够制热运转，从而实现了变频空调超低温运行功能。
（6）由于变频空调在进行控制室温的过程中，主要以低频运转为主，又加之开关机比较少，对变频空调产生的损害较小，同时压缩机和空调的整个系统运行的比较稳定，基于这些原因，变频空调的使用寿命要比普通的空调长，且对电网造成的冲击比较小，从而保证了家用其他电器的安全。
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2 变频空调电控系统组成与设计分析
2.1变频空调系统组成
变频空调系统主要由制冷系统和控制系统构成。在分体式的变频空调中，其运转部件主要由室内风机、室外风扇以及压缩机组成，主要将空调器内部产生的冷、热空气带到房间内的不同区域，最终让室温在短时间内达到用户所需要的温度。对于温度的设定及其他空调的运转功能等，都是利用红外线遥控器和室内机控制板上的红外线接收器，来对变频空调的各项功能进行控制，将控制指令发送到室内机控制板上的单片机中。而实现对风扇电机和风门电机的控制主要是利用汇编指令和温度传感器的状态进行实施控制过程的，因此，变频式空调器电控系统具有高效率、低噪音，且体积较小，质量较轻的特点，最终实现对温度的精确控制功能。
2.2 变频空调电控系统设计分析
结合现阶段可调速电机驱动的实际应用概况，可知其中的可靠性及节能指标设备是否合理，关系着驱动系统的运行效率。同时，需要充分考虑成本性价比，增强变频器的适用性。因此，为了实现低噪、高效率、低成本、质量轻空调电气控制系统设计，扩大变频空调的实际应用范围，需要从以下方面入手。
2.2.1 加强智能功率模块的合理运用
在变频控制技术的作用下，选用可靠的智能功率模块，有利于优化变频空调室外电气系统设计，降低变频空调控制电路设计成本的同时增强控制系统的可靠性。智能功率模块的使用实现了功率器件、驱动电路及保护功能的一体化，具有良好的故障检测功能，可以对电气控制系统进行有效地保护。因此，在中央空调变频电气控制系统设计的过程中，应加强对不同系列智能功率模块的合理运用，利用该模块内部的过流保护、电源欠压保护及驱动电路的功能，完善变频空调电气控制系统的服务功能。
比如，变频空调的逆变器电路通常通过PWM控制技术驱动6个IGBT的开断来调压调频，用智能功率模块FSBB20CH60取代六路IGBT，智能功率模块是电力电子集成电路的一种，集功率器件（IG－BT）、驱动电路和保护功能于一体，内部含有门极驱动控制、故障检测和多种保护电路，其核心器件是IGBT，将其应用于变频空调，降低了成本，提高了可靠性，与以往IGBT模块驱动电路的组件相比有如下优点：一是内含驱动电路，保证IGBT最佳驱动。二是内含过流保护、短路保护和过热保护。三是驱动电源欠压保护。四是驱动信号端兼容3.3/5VCMO、S/LSTTL电平。五是宽的电压输入范围，电压输入范围：13.5～16.5V。六是内含故障输出VF0，给单片机输出故障信号，当输出低电平时则为故障信号。
2.2.2 变频控制柜控制回路方面的设计
在对变频空调电气控制系统设计过程中应充分地考虑变频控制柜回路方面的优化设计，实现变频控制柜自动闭锁及停车控制。具体的设计要点包括：（1）合理运用万能转换开关，实现系统运行方式的自动切换，在一定的时间内将信号输送到自耦降压控制柜中，实现控制柜的停车控制；（2）加强可编程控制器的有效使用，结合自动工频控制继电器的优势，优化变频控制柜回路的工作性能，增强电气控制系统的自动控制效果；（3）在对空调变频控制系统设计的过程中，为了使系统能够处于变频运行状态，应结合变频运行接触器及继电器的作用，完善变频控制柜回路正常工作中的服务功能，增强变频空调电控系统的控制效果，为空调系统长期稳定、高效的运行提供可靠地保障。
2.2.3 电控系统中节能方面的设计
结合变频空调系统的组成结构及实际运行状况，可知其中的循环水泵长期运行中处于工频状态，随着负荷的动态变化水量基本保持不变，加大了系统能耗。因此，为了避免变频空调工作中出现这种现象，充分地满足节能技术及可持续发展战略的要求，需要注重空调电制系统中节能方面的设计。具体表现在：（1）加强对变频技术的合理运用，根据空调系统负荷的动态变化，对其中的水泵转速进行必要地调整，降低系统的能源消耗率；（2）优化空调控制系统的组成结构，对水泵电机及压缩机进行节能设计，注重电控系统的变频改造，有利于解决资源，延长水泵及压缩机的使用寿命。
3结束语
随着变频空调实际应用范围的不断扩大，其中的电气控制系统设计合理性、系统能耗等影响着变频空调的工作性能。因此，未来变频空调生产制造的过程中，需要注重对其电控系统的优化设计，及时地处理系统运行中可存在的相关问题。只有不断地开发出更好的电控系统，才能最大限度地满足人们的实际需求。
参考文献
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[3]李阳.对变频空调控制系统的优化设计[J].科技咨询导报，2007，（18）：41.
论文作者:赵丽芬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/20
标签：变频空调论文; 系统论文; 控制系统论文; 空调论文; 电控论文; 压缩机论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;