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详解变频电冰箱典型电路分析与故障检修
来源:本站整理  作者:佚名  2016-01-21 10:42:00

    “变频电冰箱”是相对“定频电冰箱”而言的。所谓的变频电冰箱就是压缩机转速可变的电冰箱,为了实现电机转速的控制,此类电冰箱采用了变频压缩机(FSD)。为了实现变频控制,此类电冰箱的控制系统的功能更加强大、更加完善,但电路也更加复杂,所以价格较高。不过,变频电冰箱的制冷系统与普通电冰箱基本相同,不同的就是采用了膨胀阀代替毛细管为制冷剂进行节流降压。

    一、变频电冰箱的基础知识
 (一)变频的基本原理
    通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。目前,常见的变频方式主要有交流变频和直流变频两种。
    1.交流变频
    交流变频器主要由AC-DC变换器(整流、滤波电路)、二相逆变器inverter、PWM电路构成,如图1所示。

    首先,AC-DC变换器将220V市电电压变换为310V左右的直流电压,为二相逆变器供电,三相逆变器在PWM电路产生的PWM脉冲作用将310V直流电压变换为交流电压。PWM电路输出的PWM脉冲的占空比大小受微处理器的控制:)这样,通过微处理器的控制,逆变器就可为压缩机提供频率可变的交流电压,实现压缩机转速的控制。
    在变频过程中,电冰箱的制冷能力与负荷相适应,安装在箱内的温度传感器产生的温度检测信号通过微处理器运算后,产生运转频率控制信号。这个信号就可改变PWM电路输出的PWM脉冲的占空比,相继改变了三相逆变器输出电压的频率,使压缩机(三相异步电机)在箱内温度高时高速运转,快速制冷;在箱内温度较低时低速运转,以维持箱内温度,从而实现了压缩机的变频控制。

    2.直流变频
   (1)电路分析
    直流变频器和交流变频器的构成基本相同。首先,220V市电电压通过整流滤波电路变换为310V左右的直流电压,为二相逆变器供电,三相逆变器在PWM电路产生的PWM脉冲作用将310V直流电压变换为可变的直流电压。PWM电路输出的PWM脉冲的占空比大小受CPU的控制。这样,通过CPU的控制,逆变器就可为压缩机(直流无刷电机)提供高低可变的直流电压。当电压高时电机转速快,电压低时转速慢,从而实现压缩机转速的控制。
    由于无刷电机有互为120°的二个绕组U、V、W(国内习惯用A、B、C)表示,所以为了使每个绕组都能够有电流流过,功率放大器采用了二相半桥式放大器,如图2所示。功率管Q1、Q3、Q5是高端放大器(也称为上桥臂),功率管Q2、Q4、Q6是低端放大器(也称为下桥臂)。功率管Q1~Q6多采用大功率复合管IGBT 。

    当Q1、Q4导通时,300V电压通过Q1、绕组U、V和Q4构成回路,导通电流从绕组U流过绕组v,流过绕组U、V的电流使它们产生磁场驭动转子旋转;当Q1、Q6导通时,300V电压通过Q1、绕组U、W和Q6构成回路,导通电流从绕组U流过绕组W,流过绕组U、 W的电流使它们产生磁场驱动转子旋转;当Q3、Q6导通时,300V电压通过Q3、绕组V、W和Q6构成回路,导通电流从绕组V流过绕组W,流过绕组V、W的电流使它们产生磁场驱动转子旋转;当Q3、Q2导通时,300V电压通过Q3、绕组V、U和Q2构成回路,导通电流从绕组V流过绕组U,流过绕组V、U的电流使它们产生磁场驱动转子旋转;当Q5、Q2导通时,300V通过Q5、绕组W、U和Q2构成回路,导通电流从绕组W流过绕组U,流过绕组W、U的电流使它们产生磁场驱动转子旋转;Q5、Q4导通时,300V电压通过Q5、绕组W、V和Q4构成回路,流过绕组W、V的电流使它们产生磁场驱动转子旋转。
   (2)电子换向(相)
    直流变频压缩机的电机必须要设置转子位置检测电路,否则电机是无法运行的。目前,直流无刷电机转子中永久磁铁产生的磁通交链,在剩余的W相线圈上产生感应信号,就可以作为直流电机转子的位置检测信号,然后配合转子磁铁位置,逐次转换为直流电机定子线圈通电相,确保它可以继续运转。
   (3)无级调速
    由于使用直流电源,电机的速度需要依靠调节加在电机两端的电压来调整,较简单的办法是使用PWM脉冲来调节加到电机两端的电压。PWM脉冲的占空比达到最大时,加到电机两端电压最大,电机转速最高,而PWM脉冲占空比受微处理器CPU输出的调速信号控制。而CPU输出的调速信号又受温度调节信号和温度传感器产生的温度检测信号的控制。

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