本節介紹變頻空調器的節電原理、工作原理和分類，以及交流變頻空調器與直流變頻空調器的相同之處和不同之處。

由于直流變頻空調器與交流變頻空調器的工作原理、單元電路、硬件實物基本相似，且出現故障時維修方法也基本相同，因此重點介紹最普通但具有代表機型、社會保有量最大、大部分已進入維修期的交流變頻空調器。

一、 變頻空調器節電原理

最普通的交流變頻空調器與典型的定頻空調器相比，隻是壓縮機的運行方式不同，定頻空調器壓縮機供電由市電直接提供，電壓為交流220V,頻率為50Hz,理論轉速為3000r/min, 運行時由于阻力等原因，實際轉速約為2800r/min,因此制冷量也是固定不變的。

變頻空調器壓縮機的供電由模塊提供，模塊輸出的模拟三相交流電，頻率可以在15-120Hz變化，電壓可以在30-220V之間變化，因而壓縮機可以運行在轉速1500~9000r/min的範圍内。

壓縮機轉速升高時，制冷量随之加大，制冷效果加快，制冷模式下房間溫度迅速下降，相對應的，此時空調器耗電量也随之增大；當房間内的溫度下降到設定溫度附近時，電控系統控制壓縮機轉速降低，制冷量下降，維持房間溫度，相對應的，此時耗電量也随之減少， 從而達到節電的目的。

二、 變頻空調器工作原理

上圖所示為變頻空調器工作原理框圖，下圖所示為實物示意圖。

室内機主闆CPU接收遙控器發送的設定模式與設定溫度信号，與環溫傳感器溫度相比較，如達到幵機條件，控制室内機主闆主控繼電器觸點吸合，向室外機供電；室内機主闆CPU同時根據蒸發器溫度信号，結合内置的運行程序計算出壓縮機目标運行頻率，通過通信電路傳送至室外機主闆CPU,室外機主闆CPU再根據室外環溫傳感器、室外管溫傳感器、壓縮機排氣溫度傳感器和市電電壓等信号，綜合室内機主闆CPU傳送的信息，得出壓縮機的實際運行頻率，輸出控制信号至功率模塊(IPM )。

功率模塊是将直流300V電壓轉換為頻率與電壓均可調的三相電的變頻裝置，内含6個大功率IGBT開關管，構成三相上下橋式驅動電路。室外機主闆CPU輸出的控制信号使每個IGBT導通180度，且同一橋臂的兩個IGBT一個導通時，另一個必須關斷，否則會造成直流300V直接短路，且相鄰兩相的IGBT導通相位差在120度，在任意360度内都有3個IGBT幵關管導通，以接通三相負載。在IGBT導通與截止的過程中，輸出的三相模拟交流電中帶有可以變化的頻率，且在一個周期内，如IGBT導通時間長而截止時間短，則輸出的三相交流電的電壓相對應就會升高，從而達到頻率與電壓均可調的目的。

功率模塊輸出的三相模拟交流電加在壓縮機的三相異步電機上，壓縮機運行，系統工作在制冷或制熱模式。如果室内溫度與設定溫度的差值較大，室内機主闆CPU處理後送至室外機主闆CPU,室外機CPU綜合輸入信号處理後，輸出控制信号，使功率模塊内部的IGBT導通時間長而截止時間短，從而輸出頻率與電壓均相對較高的三相模拟交流電加至壓縮機，壓縮機轉速加快，單位制冷量也随之加大，達到快速制冷的目的；反之，當房間溫度與設定溫度的差值變小時，室外機主闆CPU輸出的控制信号使得功率模塊輸出較低的頻率與電壓，壓縮 機轉速變慢，制冷量減少。

三、変頻空調器分類

變頻空調器根據壓縮機工作原理和室内外風機的供電狀況可分為3種類型，即交流變頻空調器、直流變頻空調器和全直流變頻空調器。

1、交流變頻空調器

交流變頻空調器是最早的變頻空調器，也是市場上擁有量最大的類型，現在 一般已經進入維修期。

變頻空調器中的室内風機和室外風機與普通定頻空調器中的相同，均為交流異步電機，由市電交流220V直接啟動運行，隻是壓縮機轉速可以變化，供電為功率模塊提供的模拟三相交流電。

交流變頻空調器中的制冷劑通常使用與普通定頻空調器相同的R22, —般使用常見的毛細管作節流元件。

2、直流變頻空調器

直流變頻空調器是在交流變頻空調器基礎上發展而來的，與之不同的是壓縮 機采用無刷直流電機，整機的控制原理與交流變頻空調器基本相同，隻是在室外機電路闆上增加了位置檢測電路。

直流變頻空調器中的室内風機和室外風機與普通定頻空調器中的相同，均為交流異步電機，由市電交流220V直接啟動運行。

直流變頻空調器中的制冷劑早期機型使用R22,目前生産的機型多使用新型環保制冷劑R410A,節流元件同樣使用常見旦價格低廉但性能穩定的毛細管。

3、全直流變頻空調器

全直流變頻空調器屬于目前的高檔空調器，在直流變頻空調器基礎上發展而來。全直流變頻空調器與直流變頻空調器相比最主要的區别是，室内風機和室外風機的供電為直流300V電壓，而不是交流220V,同時使用直流變轉速壓縮機。

全直流變頻空調器中的制冷劑通常使用新型環保制冷劑R410A,節流元件也大多使用毛細管，隻有少數品牌的機型使用電子膨脹閥，或電子膨脹閥與毛細管相結合的方式。

四、交流變頻與直流變頻空調器的相同和不同之處

1、相同之處

① 制冷系統：

定頻空調器、交流變頻空調器、直流變頻空調器的工作原理與實物基本相 同，區别是壓縮機工作原理與内部結構不同。

② 電控系統：

交流變頻空調器與直流變頻空調器的控制原理、單元電路和硬件實物基本相同，區别是室外機主控CPU對模塊的控制原理不同（即脈沖寬度調制（PWM ）方式或脈沖幅度調制（PAM）方式），但控制程序内置于室外機CPU或存儲器之中，實物中看不到。

2、不同之處

① 壓縮機：

交流變頻空調器使用三相異步電機，直流變頻空調器使用無刷直流電機，兩 者的内部結構不同。

② 模塊輸出電壓：

交流變頻空調器模塊輸出頻率與電壓均可調的模拟三相交流電，頻率與電壓越高，轉速就越快；直流變頻空調器的模塊輸出斷續、極性不斷改變的直流電，在任何時候隻有兩相繞組有電流通過（餘下繞組的感應電壓用作位置檢測信号），電壓越高，轉速就越快。

③ 位置檢測電路：

直流變頻空調器設有位置檢測電路，交流變頻空調器則沒有。

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