变频技术在家用空调中的应用(4)

1交流变频

1.1异步电动机的转速与频率的关系

异步电动机的转子的速度n1可用下式表示

n1=60fp(1-s)

式中,f—电流频率

p—电机极对数

s—转差率

由上式可知,只要改变异步电动机的供电频率,电机的转速便会发生改变,家用交流变频空调就是根据这一基本原理来运行的。

1.2压缩机的定子电压与频率的关系

压缩机的定子电压U1可用下式表示

U1≈4.44kfN1Φ

式中,k—电机绕组系数

N1—每相定子绕组匝数

Φ—每极磁通

由上式可知,在保持Φ恒定的情况下,改变频率f的大小时,电机定子电压U1必须随之同时发生变化,即在变频的同时也要变压。这种调节转速的方法简称为V/F变频控制。现在家用变频空调的控制方法基本上都是采用这种方法来实现变频调速的。图1为一家用变频空调的V-f曲线图,V-f曲线由变频压缩机性能决定。

1.3交流变频控制器的原理

变频控制器的原理如图2所示,220V/50Hz的市电经桥式整流器整流和电容滤波后得到310V左右的直流电,此直流电被输送到功率模块(变频模块),功率模块内部是由三组(每组两支)大功率的开关晶体管组成,其作用是将输入模块的直流电压通过晶体管的开关作用(A+、A-不能同时导通,B+、B-不能同时导通,C+、C-不能同时导通),给压缩机三相线圈同时通电,且三相间电流的相位各差120°,使压缩机获得运转所需的电源,压缩机为一三相交流电机。

但功率驱动元件不能像类似音频功放的推挽电路输出正弦波,开关状态只能产生矩形波的电源,而电动机需要的是正弦波的电源,为了解决这一矛盾,变频电路又通过产生一串相互