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詳解變頻電冰箱典型電路分析與故障檢修
來源:本站整理  作者:佚名  2016-01-21 10:42:00

    “變頻電冰箱”是相對“定頻電冰箱”而言的。所謂的變頻電冰箱就是壓縮機轉速可變的電冰箱,為了實現電機轉速的控制,此類電冰箱采用了變頻壓縮機(FSD)。為了實現變頻控制,此類電冰箱的控制系統的功能更加強大、更加完善,但電路也更加復雜,所以價格較高。不過,變頻電冰箱的制冷系統與普通電冰箱基本相同,不同的就是采用了膨脹閥代替毛細管為制冷劑進行節流降壓。

    一、變頻電冰箱的基礎知識
 (一)變頻的基本原理
    通常,把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。目前,常見的變頻方式主要有交流變頻和直流變頻兩種。
    1.交流變頻
    交流變頻器主要由AC-DC變換器(整流、濾波電路)、二相逆變器inverter、PWM電路構成,如圖1所示。

    首先,AC-DC變換器將220V市電電壓變換為310V左右的直流電壓,為二相逆變器供電,三相逆變器在PWM電路產生的PWM脈沖作用將310V直流電壓變換為交流電壓。PWM電路輸出的PWM脈沖的占空比大小受微處理器的控制:)這樣,通過微處理器的控制,逆變器就可為壓縮機提供頻率可變的交流電壓,實現壓縮機轉速的控制。
    在變頻過程中,電冰箱的制冷能力與負荷相適應,安裝在箱內的溫度傳感器產生的溫度檢測信號通過微處理器運算后,產生運轉頻率控制信號。這個信號就可改變PWM電路輸出的PWM脈沖的占空比,相繼改變了三相逆變器輸出電壓的頻率,使壓縮機(三相異步電機)在箱內溫度高時高速運轉,快速制冷;在箱內溫度較低時低速運轉,以維持箱內溫度,從而實現了壓縮機的變頻控制。

    2.直流變頻
   (1)電路分析
    直流變頻器和交流變頻器的構成基本相同。首先,220V市電電壓通過整流濾波電路變換為310V左右的直流電壓,為二相逆變器供電,三相逆變器在PWM電路產生的PWM脈沖作用將310V直流電壓變換為可變的直流電壓。PWM電路輸出的PWM脈沖的占空比大小受CPU的控制。這樣,通過CPU的控制,逆變器就可為壓縮機(直流無刷電機)提供高低可變的直流電壓。當電壓高時電機轉速快,電壓低時轉速慢,從而實現壓縮機轉速的控制。
    由于無刷電機有互為120°的二個繞組U、V、W(國內習慣用A、B、C)表示,所以為了使每個繞組都能夠有電流流過,功率放大器采用了二相半橋式放大器,如圖2所示。功率管Q1、Q3、Q5是高端放大器(也稱為上橋臂),功率管Q2、Q4、Q6是低端放大器(也稱為下橋臂)。功率管Q1~Q6多采用大功率復合管IGBT 。

    當Q1、Q4導通時,300V電壓通過Q1、繞組U、V和Q4構成回路,導通電流從繞組U流過繞組v,流過繞組U、V的電流使它們產生磁場馭動轉子旋轉;當Q1、Q6導通時,300V電壓通過Q1、繞組U、W和Q6構成回路,導通電流從繞組U流過繞組W,流過繞組U、 W的電流使它們產生磁場驅動轉子旋轉;當Q3、Q6導通時,300V電壓通過Q3、繞組V、W和Q6構成回路,導通電流從繞組V流過繞組W,流過繞組V、W的電流使它們產生磁場驅動轉子旋轉;當Q3、Q2導通時,300V電壓通過Q3、繞組V、U和Q2構成回路,導通電流從繞組V流過繞組U,流過繞組V、U的電流使它們產生磁場驅動轉子旋轉;當Q5、Q2導通時,300V通過Q5、繞組W、U和Q2構成回路,導通電流從繞組W流過繞組U,流過繞組W、U的電流使它們產生磁場驅動轉子旋轉;Q5、Q4導通時,300V電壓通過Q5、繞組W、V和Q4構成回路,流過繞組W、V的電流使它們產生磁場驅動轉子旋轉。
   (2)電子換向(相)
    直流變頻壓縮機的電機必須要設置轉子位置檢測電路,否則電機是無法運行的。目前,直流無刷電機轉子中永久磁鐵產生的磁通交鏈,在剩余的W相線圈上產生感應信號,就可以作為直流電機轉子的位置檢測信號,然后配合轉子磁鐵位置,逐次轉換為直流電機定子線圈通電相,確保它可以繼續運轉。
   (3)無級調速
    由于使用直流電源,電機的速度需要依靠調節加在電機兩端的電壓來調整,較簡單的辦法是使用PWM脈沖來調節加到電機兩端的電壓。PWM脈沖的占空比達到最大時,加到電機兩端電壓最大,電機轉速最高,而PWM脈沖占空比受微處理器CPU輸出的調速信號控制。而CPU輸出的調速信號又受溫度調節信號和溫度傳感器產生的溫度檢測信號的控制。

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