直流變頻空調(diào)核心大揭秘！

夏天是購(gòu)買和使用空調(diào)的高峰，你是否留意空調(diào)的能效?你是否購(gòu)買的是直流變頻空調(diào)?又是否知道能效與空調(diào)用的電機(jī)之間的關(guān)系呢?

空調(diào)的原理

空調(diào)器通電后，制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)軸流風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴入蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時(shí)貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到降低溫度的目的。

其中，壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)作為空調(diào)的核心部件發(fā)揮重要的作用，他們倆也是空調(diào)的主要耗電部件，因此空調(diào)的節(jié)能與控制設(shè)計(jì)主要也是圍繞著它們倆來(lái)進(jìn)行，像直流變頻空調(diào)就是指內(nèi)部的電機(jī)是直流變頻控制的。

現(xiàn)在高能效、低噪音的空調(diào)都是直流變頻空調(diào)，那什么是直流變頻空調(diào)呢?其實(shí)直流變頻空調(diào)是指采用了直流變頻壓縮機(jī)的空調(diào)，如果該空調(diào)的風(fēng)扇電機(jī)也采用直流變頻電機(jī)，市面上有稱呼為全直流變頻空調(diào)。直流變頻空調(diào)可以根據(jù)房間溫度的高低，讓壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速下，達(dá)到省電的目的;而普通空調(diào)使用定速壓縮機(jī)，不管房間環(huán)境怎么樣，其狀態(tài)要么是全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，要么是停機(jī)狀態(tài)，很不省電。

什么是風(fēng)扇電機(jī)?

風(fēng)扇電機(jī)經(jīng)常簡(jiǎn)稱為風(fēng)機(jī)，而空調(diào)系統(tǒng)人員的理解是包括電機(jī)和風(fēng)葉兩部分。它其實(shí)就是空調(diào)系統(tǒng)里的送風(fēng)裝置，強(qiáng)化兩器的熱交換能力。風(fēng)扇電機(jī)包括室內(nèi)和室外送風(fēng)電機(jī)，其功率范圍從幾瓦到幾千瓦，屬于中小型電動(dòng)機(jī)。

風(fēng)扇電機(jī)用的直流變頻又可細(xì)分為兩種： 1、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)或稱矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)2、永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)或稱正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)本體這兩種電機(jī)外觀大致相似，定子為三相電樞繞組，一般為星形聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，有的加上轉(zhuǎn)子位置傳感器。

電機(jī)本體這兩種電機(jī)外觀大致相似，定子為三相電樞繞組，一般為星形聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，有的加上轉(zhuǎn)子位置傳感器。為了配合發(fā)揮控制策略，永磁轉(zhuǎn)子在磁鋼的安裝方式和位置有區(qū)別，具體點(diǎn)講BLDCM反電勢(shì)波形是一個(gè)為梯形波，PMSM反電勢(shì)波形是一個(gè)正弦波。

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDC)

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是在有刷直流永磁電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的宏觀上看，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與有刷直流永磁電動(dòng)機(jī)基本上具有相同的運(yùn)行機(jī)理：施加在電動(dòng)機(jī)上的電壓都是恒定不變的直流電壓，輸入電機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流都是直流電流，作用在電樞線圈上的電壓極性和通過(guò)電樞線圈的電流方向都是交變的，電樞線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的波形基本上是相似的。

直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)?調(diào)速性能好，能在很寬的速度范圍能運(yùn)行，而且穩(wěn)定。同一款電機(jī)可以滿足不同空調(diào)系統(tǒng)的速度要求。效率高，單相異步電動(dòng)機(jī)效率最高40%～50%，而直流無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)效率一般可達(dá)到80%～90%，對(duì)提高空調(diào)空調(diào)能效等級(jí)有很大的幫助。

永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)

所謂同步電機(jī)就是它的旋轉(zhuǎn)速度必定與輸入電壓的頻率相互同步。旋轉(zhuǎn)速度與輸入電壓頻率的相互同步有兩種方式：一種是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度隨著輸入電壓頻率的變化而同步地變化;另一種是輸入電壓的頻率隨著電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化而同步地變化。前者就是傳統(tǒng)的交流同步電動(dòng)機(jī)它輸入的電壓頻率取決于外部電網(wǎng)或獨(dú)立變頻器的頻率。后者則需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)去控制定子各相電樞繞組的導(dǎo)通順序和導(dǎo)通速率，也就是我們通常說(shuō)的自同步式永磁同步電機(jī)(PMSM)或正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)。由于其磁場(chǎng)為連續(xù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以輸出電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，運(yùn)行更為平穩(wěn)。這種電機(jī)比無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)還要優(yōu)良。

談完風(fēng)機(jī)，再來(lái)聊聊壓縮機(jī)

空調(diào)壓縮機(jī)是在空調(diào)制冷劑回路中起壓縮驅(qū)動(dòng)制冷劑的作用。空調(diào)壓縮機(jī)一般裝在室外機(jī)中?？照{(diào)壓縮機(jī)把制冷劑從低壓區(qū)抽取來(lái)經(jīng)壓縮后送到高壓區(qū)冷卻凝結(jié)，通過(guò)散熱片散發(fā)出熱量到空氣中，制冷劑也從氣態(tài)變成液態(tài)，壓力升高。壓縮機(jī)內(nèi)部的動(dòng)力源也是電機(jī)。

而變頻壓縮機(jī)，就是通過(guò)采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)(實(shí)際上就是變頻電機(jī)調(diào)速)，使制冷量和系統(tǒng)負(fù)荷協(xié)調(diào)變化，并使機(jī)組在各種負(fù)荷下都具有較高的能效比。這種調(diào)節(jié)方式具有節(jié)能、舒適、啟動(dòng)快速溫控精度高及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制受到世人注目。

直流變頻器是將50HZ～60HZ固定頻率的交流電轉(zhuǎn)變成直流電，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速范圍更廣，電機(jī)效率更高，壓縮機(jī)更輕便，將其用于空調(diào)時(shí)，可以安裝到室外機(jī)，使噪音更小，更舒適。它也分為無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)和永磁同步電機(jī)(PMSM)兩類，區(qū)別和風(fēng)機(jī)一樣，主要是永磁體結(jié)構(gòu)和控制策略不一樣。