变频空调原理

详解空调变频原理、对比及变频控制功能

变频空调基本知识

变频主要是变频器调速。变频器的功能是将频率固定的交流电

（三相的或单相的）变换成频率连续可调的三相交流电源。变频器的输入

端接到频率固定的三相交流电源，输出端输出的是频率在一定范围内连续可

调的三相交流电，对空调压缩机的运转速度进行调节，再接到电动机上。

空调变频控制器

制冷系统简图

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常规空调的制冷能力随着室外温度的上升而下降，而房间热负荷随室外温度

上升而上升，这样，在室外温度较高，本需要空调向房间输出更大冷量时，常规空

调往往制冷量不足，影响舒适性；而在室外温度较低时，本需要空调向房间输出较

小冷量，常规空调往往制冷量过盛，白白浪费电力。而变频空调通过压缩机转速的

变化，

可以实现制冷量随室外温度的上升而上升，下降而下降，这样就实现了制冷量与

房间热负荷的自动匹配，改善了舒适性，也节省了电力。

温度调节方法

以制冷状态为例，图3表示的为常规空调的温度调节方法，其中T为室内温

度，Ts为设定温度，达到设定温度压机停，室内温度高于设定温度一定程度时，

压缩机重新开启。图4为变频空调的温度调节方法，室温每降低一定程度，运转频

率就降低一档，相反，室温每升高一定程度，运转频率就升高一档，即室温越高，

运转频率越大，以便空调快速制冷，室温越接近设定温度，运转频率就越小，提

供的制冷量也越小，以维持室温在设定温度附近，温度波动小。

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图1常规空调制冷置与启间热

负荷葩室外退麽变化曲线

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图2变频广:雪制冷童三烏氓建

贷荷随室外血匱变化曲线

I

变频器与空调系统的匹配基础知识压缩机

压缩机按其工作方式的不同，可以分为一般分为旋转式，往复式和涡旋式压缩机。

不同的压缩机工作原理都是一样的，即利用内部机容积的改变来实现制冷剂气体的

压缩过程。

而旋转式压缩机也成转子式，具有无吸气阀，吸气管直通压缩室，向上排气等一系

列特点，所以具有气流阻力小，机械损失少，吸过热低等优点，所以在空调器上得

到广泛应用。变频压缩机一般都是单转子、双转子或涡旋压缩机。

[^3宙規空讷制冷氏温应训节

制冷剂

常用制冷剂：

R22:二氟一氯甲烷

R407CR32/125/134a(23/25/52)

R410AR32/R125(50/50)

ODP一千克化合物释放到大气中损耗臭氧层的程度，规定CFC-11

的ODP值为1

GWP全球变暖潜能值，规定的GWRS为1

R410A与R22空调器匹配参数的不同:

吸气绝对压力

Kg/cm25~6

8〜10

排气绝对压力

Kg/cm218〜2026〜29

额定制热匹配

R22R410A

吸气温度

°C

1〜2

5~6

排气温度

°C8070

吸气绝对压力

Kg/cm2

4~57〜9

排气绝对压力

Kg/cm2

19〜2127〜30

由于R410A系统压力高容易造成系统冷媒泄漏，因此在配试时如果发生可能是以下

几处泄漏：（可查询南社百科相关课件）

1.室内外机连接管连接处泄漏

2.室外机截止阀阀心泄漏

3.低压旁通阀阀心泄漏

4.室外机毛细管震动磨漏

5.系统管路和换热器连焊接点处假焊泄漏

6.室外压缩机U形管泄漏

7.管路凹瘪泄漏

8.四通换向阀泄漏

额定制冷匹配

吸气温度c

R22

10〜

12

R410A

16〜

18

排气温度

8575

9.压缩机泄漏

变频空调系统组成：

•控制系统与感测装置

-室内热交换器及风扇电机

•室外热交换器及风扇电机

•电源与变频器

•变频压缩机（含驱动马达）

•制冷剂回路与回路控制装置

名词解释：

变频：相对于定频机来说，压缩机的转速可以变化，从而可以调节制冷制热量。

直流变频：直流没有频率，只能调速，这是一个约定俗成的说法，压缩机转子为稀

土材料的永磁体，控制方式采用交-直-交闭环控制。

交流变频：电机转子采用铁氧体，电效率以及磁效率损失较大，控制采用交-直-交

开环控制。

变频结构系统图

常规空调在电压低于180V左右时，压缩机就不能启动，而变频空调在电压很低

时，降频启动，降低启动时的负荷，启动电压可低至150V以下。

常规空调压缩机转速恒定，0°C以下压缩机功率很低，实际上没有什么制热效

果；变频空调低温下以高频运转，制热量是常规空调的3、4倍。

众所周知，我们日常的生活用电和工业用电使用的都是恒压、恒频

的交流电源，定频空调所采用的就是这种交流电源。但是变频调速就不一样了，

它需要的是频率、电压都可改变的交流电源，频率范围一般控制在10〜150Hz的范

围内。变频控制器可以均匀地改变电源频率，因而能够平滑地改变压缩机电机的转

速，由于它兼有调压和调频两种功能，所以在各种电动机调速系统中效率最高，

性能最好。

变频的概念区别

变频电路一般可以分为间接变频和直接变频两类。间接变频电

路的特点是将工频交流电源通过整流器转化为直流电，然后再经过逆变器将直流

变换成可变频率的交流电，因此又称为有中间直流环节的变频电路。直接变频电路

则是将工频交流电一次性转变为可控频率的交流电，没有中间直流环节。我们变频

空调的控制系统采用的是间接变频的方式。

AC

VVVF

仙)闾接变頻装置(b)M接变織装*

交流变频与直流变频的区别

交流变频系统的工作原理是把工频交流电转换为直流电，并把它送

到IPM模块中，然后通过MCUt行控制，由IPM模块将直流电二次转化成频率可以

控制的交流电输出给压缩机，从而使压缩机达到转速受控的效果。交流变频空调

采用的压缩机电机是三相异步感应电机，其控制方式是根据电机的V/F曲线随频率

自动调整输出电压的大小，是一种开环控制，其控制的精度比较低。

三相异歩感应电机

/

V/F

开环控制

MC

直流调速系统在电路结构上与交流变频系统比较相近，同样具有把工频交流电转

换为直流电的整流环节和把直流电二次转化成交流电的逆变环节。它们之间的区

别一方面是采用的电机不同，直流调速系统采用的是永磁同步电机，不同于交流

变频系统所采用的三相异步感应电机，从电机的角度来说效率更高；另一方面直

流调速系统具有位置检测环节，通过对压缩机转子的位置进行检测来实现对压缩

机电机的闭环控制，相比较交流变频系统的开环控制来说，控制的精度更咼，其

效率也更咼。

IPM

120。方波直流变频与180。正弦波变频直流变频技术主要有两种：一

种是方波直流变频技术，也就是

120°变频技术，另一种是正弦波直流变频技术，也就是180°变频技

术。两种直流变频技术适用于不同的压缩机电机，一般来说，反电势

为方波的压缩机电机就适合用方波直流变频技术来驱动，而

反电势为正弦波的压缩机电机就适合用正弦波直流变频技术来驱动。

总的来说，正弦波直流变频技术的控制精度更高，可以使压缩机电

机的运转效率更高，因此采用正弦波技术的变频空调在同样条件下可

以得到更高的能效比。但是这种技术的运算量很大，对控制芯片的要

求比较高。

IPM

永域同步电祝

佞還反攒

正弦波波形

方波波形

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臬品牌变频机主板形状

变频控制功能

针对于定频而言的另一种系统，首先是有一个变频压机，然后有

一套控制变频压机的控制，最后还有一套保护变频压机和完善系统的

器件。变频空调是通过变频器控制压缩机，改变压机的转速使压机的

排气量同步调整。

电子膨胀阀简单介绍

电子膨胀阀主要的功能就是能够动态检测系统的工况需求，将实

际需求转化为阀件的运动，适应变频压缩机组的动态变化。使系统与

实际负荷相匹配。

电子膨胀阀有一定的开度范围，在0--500步，而在正常使用中

只是在100--500步之间。在VRV系统中膨胀阀的调节是由压机的频

率、室内机的总负荷、室内机盘管进出口温差来调节的。而水冷系统

中是根据压机频率以及系统的板换温度回气温度来调节的。

交-直-交电压型变频器

交直部分：

①交流输入电流接入室外控制器，控制器的滤波板对交流电

臬品牌变频机主板形状

滤波

②滤波后输入到整流桥进行整流。

③整流后直流电进入滤波电容器。滤波电容器功能是滤平全波

整流后的电压纹波。当负载变化时，使直流电压保持平稳。

直-交部分：

模块板上的电路及元件都是变频模块的驱动部分，在模块里把

直流电逆变成连续可调的三相交流电，来控制压缩机电机工作。

目前迅速地普及应用的主要是这一种。

变频冷热水机组控制系统介绍1、变频冷（热）水机组加上风机盘管

末端装置，构成变频风冷冷

（热）水空调系统。

2、其室外机是由一个变频压机或一个变频压机加定频压机构成。变

频或定频的氟路系统各自独立共同进入板换换热器，在板式换中氟

系统与水进行能量交换，水经过热交换后由水泵的的作用循环到室

内，通过风盘和空气的进行热交换。

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变频VRV机组控制系统介绍

1、VRV是直接蒸发式换热器和流量分配装置，构成变制冷剂流量

空调系统。所以VRV空调系统也称为变制冷剂流量系统。

2、变制冷剂流量系统可以根据不同的室内温度及负荷要求，调节

空调系统制冷剂的循环量和制冷剂进入室内各换热器的流量，随时

满足各个空调房间不同的负荷要求，具有节能、舒适、运转平稳和可独立调节等特点。

3、变制冷剂流量空调系统，由于其管路内制冷剂直接在室内换热器中进行换热，室内换热器

的使用数量，直接关系到制冷剂的流量和流向，因此，合理地对其进行控制可提高系统效率，

节省能源。

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2°C

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4、膨胀阀是根据系统的过热度来调节器的，我们是根据蒸发器的

进出温渡来控制的。调节膨胀阀开度来达到或保证进出口温差为

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