直流變頻空調(diào)核心大揭秘！

夏天是購買和使用空調(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)過過濾器、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，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)計主要也是圍繞著它們倆來進(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，屬于中小型電動機(jī)。

風(fēng)扇電機(jī)用的直流變頻又可細(xì)分為兩種： 1、無刷直流電動機(jī)(BLDCM)或稱矩形波永磁同步電動機(jī)2、永磁同步電動機(jī)(PMSM)或稱正弦波永磁同步電動機(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，具體點講BLDCM反電勢波形是一個為梯形波，PMSM反電勢波形是一個正弦波。

無刷直流電動機(jī)(BLDC)

無刷直流電動機(jī)是在有刷直流永磁電動機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的宏觀上看，無刷直流電動機(jī)與有刷直流永磁電動機(jī)基本上具有相同的運(yùn)行機(jī)理：施加在電動機(jī)上的電壓都是恒定不變的直流電壓，輸入電機(jī)電動機(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)電動勢的波形基本上是相似的。

直流無刷電動機(jī)有哪些優(yōu)點?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，單相異步電動機(jī)效率最高40%～50%，而直流無刷永磁電動機(jī)效率一般可達(dá)到80%～90%，對提高空調(diào)空調(diào)能效等級有很大的幫助。

永磁同步電動機(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)的交流同步電動機(jī)它輸入的電壓頻率取決于外部電網(wǎng)或獨立變頻器的頻率。后者則需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號去控制定子各相電樞繞組的導(dǎo)通順序和導(dǎo)通速率，也就是我們通常說的自同步式永磁同步電機(jī)(PMSM)或正弦波永磁同步電動機(jī)。由于其磁場為連續(xù)旋轉(zhuǎn)磁場，所以輸出電磁轉(zhuǎn)矩脈動小，運(yùn)行更為平穩(wěn)。這種電機(jī)比無刷直流電動機(jī)還要優(yōu)良。

談完風(fēng)機(jī)，再來聊聊壓縮機(jī)

空調(diào)壓縮機(jī)是在空調(diào)制冷劑回路中起壓縮驅(qū)動制冷劑的作用?？照{(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)抽取來經(jīng)壓縮后送到高壓區(qū)冷卻凝結(jié)，通過散熱片散發(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)部的動力源也是電機(jī)。

而變頻壓縮機(jī)，就是通過采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)(實際上就是變頻電機(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、啟動快速溫控精度高及易于實現(xiàn)自動控制受到世人注目。

直流變頻器是將50HZ～60HZ固定頻率的交流電轉(zhuǎn)變成直流電，對直流電動機(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，可以安裝到室外機(jī)，使噪音更小，更舒適。它也分為無刷直流電機(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。