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常用的空调电机原理

空调电机原理

空调器的驱动电机有压缩机、风扇电机（轴流风机和贯流风机）、摆动送风叶片（步进电机和同步电机）等部件电机驱动。

(1)单相异步电机：空调器

(1)单相异步电机：空调器

用单相压缩机有两个绕组，即启动绕组与运行绕组（主绕组），三个接线头，其中C为公共端，S为启动端，R为运

行端，一般采用电容运行式（PSC）驱动，实行定速控制，其接线原理如图3-2-4所示。

从图中可以看出，电机从启动到正常运行过程中，副绕组电路始终都串接一只电容，这样电器运行性能好，效率与功率因数高，工作可靠。

(2)三相异步电机

注：将三相电源线的任意两相对调即可使电动机反转。其结构与单相电机类似，不同的是三相电机定子由3组完全对称的绕组组成，这三个绕组嵌在定子铁芯槽中，而且在空间分布上彼此错开120°电度角。3 个绕组可接成Y形，亦可接

注：将三相电源线的任意

两相对调即可使电动机

反转。

△形，当定子绕组中通入三相对称电流（即三相电流在时间位相上互差120°电度角）时，就会在定子、转子间的气隙产生旋转磁场，使转子因电磁感应而产生电磁转矩。三相异步电动机结构简单，性能优良，转矩、效率与功率因数都较单相异步电动机高，所以功率较大的空调器，如柜式空调器压缩机多采用三相异步电机。

三相异步电动机不需要启动和运行电容就能

自动形成旋转磁场，其Y 形和△形接线原理如图3-2-5所示。

变频电动机

根据异步电动机的转速公式n=(1-S)60f/p（其中s=n/n0，n代表转子转速；n0代表旋转磁场转速；p表示极对数；f为电源频率。），只要改变

异步电机的电源频率，就可以获得不同的电机转速。变频调速不但可以实现平滑调速，而且调速范围宽，效率高，反应快，启动电流小，对电网影响小，舒适性能好，是一种节能型的理想调速方法，尤其是热泵型空调器，可以通过变频调速来控制热泵制热量的大小，不受到室外气温的限制，因而大大提高其供暖能力。

变频器工作过程：变频器一般采用间接变频

（交-直-交）方式，由整流和逆变两个过程组成。

IGBTVTVT

IGBT

VTVT

VT

E

U

V

M

VTVT

VT

W

60

60

图

VV-WVW-U

注： ①根据三相交流电的要求，在相位上相与相之间间隔120°。

②在任何时刻应同时有3只IGBT开关闭合。

③每隔60°将有两只开关交换工作状态。开关闭合的顺序严格按照1、2、3、4、5、6的自然顺序依次进行。具体导通顺序为：1，2，3；2，3，4；3，4，5；4，5，6；5，6，1；6，1，2。如此循环。

④各相的波形如上图所示（从虚线开始即5，6，1三只开关导通时画起）。从图中可以看出，各相方波基本上可以与正弦波等效。

⑤通过控制脉宽即各方波的宽度就可以在各相上获得不同频率的交流电。

工频（50Hz）的电网电流经电源滤波等预处理

后，送往整流模块（如二极管整流电桥），整流出来的直流电直接输入逆变模块（如采用IGBT作为基本元件的IPM模块），逆变模块则在CPU芯片的驱动信号作用下将直流电转变成不同频率的交流电，供给压缩机工作。

IPM逆变模块工作原理：IPM模块利用IGBT（绝

缘栅双极型晶体管）作为开关元件。CPU送来的六个驱动信号（即作为IGBT基极信号）分别控制三相逆变电路的六个IGBT开关的通断，在每个周期里每隔60°按一定的顺序轮流控制各个IGBT的通断，从而在逆变电路的输出端获得一定频率的三相交流电，通过控制IGBT开关通断时间的长短（即控制各相的正半周期和负半周期的脉宽），即可在三相的输出端获得不同频率的交流电。三相逆变电路基本原理及其输出的三相交流电波形如图3-2-6所示。

风扇电机

空调器风扇用电机为一般为单相异步电机，采用PSC接线方式。根据使用的需要，风扇电机可进行调速，调速方法有：定子绕组抽头式调速、可控硅调速等。

抽头式调速

C通过改变电机定子绕组的匝数来改变主绕组

C

上的工作电压，从而达到改变磁通、调节转速的

目的。抽头式调速的PSC电机定子绕组由主绕组、副绕组和中间绕组（调速绕组）三部分组成，这三部分绕组的常见接线方式有L1、L2和T型三种，如图3-2-7所示。

可控硅调速

可控硅又称晶闸管，有单向可控硅和双向可控硅两种，其符号分别如图3-2-8a、b所示。

①单向可控硅特性

b．管子在导通的情况下，门极即失去作用。c

b．管子在导通的情况下，

门极即失去作用。

c．晶闸管在导通的情况

下，只有当其正向阳极电图3-2-8晶闸管

压减少到一定值或阳极电压变为负值，管子截止。

②双向可控硅特性

四种触发方式：相对于T1端，I（T2+，