能不能给大家讲一下直流变频的概念?-家电-数据之家

坛子里有哪位大侠能不能给大家讲一下直流变频的概念，以及与交流变频有哪些相同和不同
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直流电机是调压调速，控制方法一般可分（调频调宽，定频调宽，定宽调频。）来调节电压平均值。交流变频调速是改变交流电源频率（同时改变电压）来改变交流电动机转速。
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主要对变频空调，特别是对等宽度PWM(Pulse　Width　Modulation脉冲宽度调制方式)方式调速的直流变频予以阐述。4 H0 v0 \6 y4 S0 c9 v8 {( j 关键词：直流变频；PWM(脉冲宽度调制方式)；PAM(脉冲幅度调制方式)6 l6 t8 _$ _( i& q8 T3 v a 1　概述　　图1为变频空调变频部分的基本构成。电源220V交流电压经转换器变换为直流。逆变器主要功能为实现换向，把直流电压转换成任意频率的有效值相当于三相交流电的脉冲电压信号;其最常见的结构形式是六个半导体开关元件组成的三相桥式电路(大功率模块)。1 N! [0 I, \( i: I, L9 }6 c' D 　变频部分的基本构成　　逆变器的负荷为压缩机中的异步电动机，变频空调器按照负荷是交流变频压缩机还是直流变频压缩机而分为交流变频与直流变频两大类。交流变频中逆变器的输出电压方式一般采用是不等宽度PWM调制方式，而直流变频中逆变器的输出电压方式一般采用是等宽度PWM调制方式。目前PAM (Pulse Amplitude Modulation脉冲幅值调制方式)以其独特的优越性而被用于直流变频空调器的压缩机输入电压的调制中。其调制 ; F4 |" d+ ~7 z. O, y, h; {& j& l . l+ L( `/ B! O) U1 W- t: { 2　大功率模块　　有刷直流电动机中，当转子(单线圈)磁场转到与定子(永磁体)磁场平行后，若转子再越过此位置，而直流电源不改变流向，即线圈中的电流方向不改变的话，那么根据右手定则此时线圈受力将使之向原方向反转。因此，需有炭刷来改变线圈中电流的流向，使转子能继续旋转下去。( d7 c7 J1 _* }2 J 　　在压缩机中，由于汽缸中充满了氟利昂蒸汽，不能采用会产生火花的有刷直流电机，因此必须采用通过电子回路实现换向的无刷直流电机。　　图2的虚框即显示了一种由六个三极管模块组成的逆变器，习惯上叫作大功率模块，其中A＋、B＋、C＋组成上支路，A+、B+、C+组成下支路。按图4表中顺序循环通断，每次总是上支路的一个三极管与下支路一个三极管ON，给压缩机定子线圈施加方波电压。

等宽度PWM调制方式的电动机定子电压3　直流压缩机电机的基本原理　　直流压缩机的电机的转子为永磁体。典型的永磁体结构有弧形、逆弧形、V形、X形等；不同的排列，磁力线的集中度不一样，它直接影响电动机的效率。定子同交流压缩机电机为漆包线绕制而成。图5为四极(磁极对数为2)三相无刷直流电机的示意图，定子线圈绕法如图5所示，每极2槽，共24槽。　　首先大功率模块根据转子的旋转位置切换定子绕组的通电电流，始终保证转子N极对面的定子绕组导体内的电流流向为一个方向，如；而转子S极对面的定子绕组导体内的电流流向为另一个方向，如⊙(参见图5右侧的电机横截面示意图)。具体地讲当转子处于图5的位置时，三极管A＋、C 导通，如图2可知，此时仅U、W线圈即A、C线圈中有电流，流向为a→

、

→c，即产生图示定子横截面上导体内电流的流向。我们把电机分成左上180°和右下180°两半来看。左上180°部分，a、

导体的磁场根据右螺旋法则叠加后在定、转子间产生一个垂直向上的方向磁场，而

、 c导体磁场叠加后产生一个水平向右的磁场，二者再叠加的磁场ΦZ1方向如图; 正好与转子磁场Φd1互相垂直，于是便会产生逆时针方句的电磁转矩，推动转子向逆时针方向旋转。右下180°的原理一样。7 U7 c5 \; B A8 p5 @) m3 u ※右螺旋法则：用右于握住导体，使大拇指方向为电流方向则其余四指的方向便是磁场的方向(磁力线的方向)。

　无刷直流电机　　当转子转过60°电气角后，按表1，是晶体管B＋、C导通，B、C线圈通电，且b→

、

→c，我们会发现定子线圈仍正对转子N极，

仍正对转子S极同样产生两个互相正交的定、转子c磁场，如此反复，电动机即可旋转起来。其中定子绕组中控制方波电压波形与绕组切割磁力线的感应电压波形如图4的虚线部分所示，且每相绕组的导通电气角为30°。同理二极(磁极对数为1)的直流电机的每相绕组的导通电气角为60°,即电机转速为n=60fd/p(n:转速rpm;p:磁极对数：fd：电源频率Hz)。另外，电磁转矩在换向期间会产生少量凹点，引起一定的转矩波动。表1　逆变器的通断顺序表　123456A+ON　　　　　B+　ONON　　　C+　　　ONON　A-　　ONON　　B-　　　　ONONC-ONON　　　　注:ON为通,其余为断 4　转子位置检测回路　　直流电动机转子位置检测手段通常有磁敏式(霍尔元件)、光电式、电磁感应式、电磁谐振式等。用其中一种方式为捕捉上述定子线圈中产生的感应电压，作为转子的位置信号，再通过专门设计的电子回路转换，反过来控制给定子线圈施加方波电压的时刻。9 q- X9 w9 h1 _, X# }) [9 N' R) A 　　如图5，在无刷直流电动机中总有两相线圈通电，一相不通电。一般无法对通电线圈测出感应电压，因此通常以剩余的一相作为转子位置检测信号用线。5　起动　　由于感应电压只有在电动机转动时产生，因此不能通过转子位置检测电机起动。而必须强制性地输出驱动波形，直到电动机转速达到一定速度，可以靠感应电压测出转子位置为止，再切换到转子位置检测输出波形驱动方式。　　例如，起动阶段大功率模块要经2～4秒的低频换向使压缩机转速到达200～500rpm，再进入通常位置检测运行模式。6　变频调速的基本方式　　由电动机理论对三相异步电动机而言有下式：Ed=4.44fdNdΦz　　Ed：定子每相线圈气隙磁通感应电压的均方根值V；　　fd：电源频率Hz；　　Nd：定子每相绕组的有效匝数；% r# k( p  O# F$ E 　　Φz：每极气隙磁通量Wb。　　为了保证电动机负载能力，应保证Φz不变，这就要求Ed/fd为常数，这种保持Ed/fd为常数的控制方式又称恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。$ N7 l  Z3 @/ ]2 O 　　由于Ed难于直接检测、控制，当Ed与fd较高时，定子漏阻抗压降小到可忽略不计，则可以以定子每相电压Ud代替Ed,保持Ud/fd为常数，即可称为恒压频比控制方式。　　因此，欲实现压缩机稳定调速，除了要控制逆变器的换向频率外，还必须同时按比例提高或降低对压缩机施加的方波电压值。在电子控制方面采用大功率模块三极管，其基极电压信号是比换向频率还高的(例如上支路三极管是数千赫兹的高频开关)，从而向电动机施加的电压被段切开来(参考图4)，而电动机的平均直流电压与三极管的ON(开通)时间/(ON时间+OFF时间)成正比，以此便轻而易举地达到变频调速的目的。7　直流变频与交流变频的比较　　笼统地讲，交流变频空调器与直流变频空调器中采用的压缩机电机原理上部是定子产生一个不断旋转的圆形旋转磁场，其转速为n=60fd/p，利用定、转子磁场间电磁力相互作用产生的转矩不断推动转子转动。" P9 O2 H- \$ i  i, G0 b 　　由于直流变频中采用了无刷直流电动机，其转子为永久磁铁，不需要外部供给电流，减少了损耗，因此效率较高。一般情况下较交流变频省电约12%，如果转子的磁体排列更科学，磁力线集中度更高，再加上采用含稀土钕的磁体，则可较交流变频省电高达18%～20％。　　另外，因为直流变频可以随外界负荷的大小调节转速，在原理上比负荷变化时压缩机开停的交流变频要节能。因此，综上所述，直流变频要比交流变频省电。8　PAM调制方式在空调器上的应用　　如上所述，直流变频压缩机为保持电机转矩不变，必须使Ud/fd为常数，转速提高时，压缩机输入电压应按比例上升。采用的等宽度PWM变频器，虽然具有扭矩大、灵敏度高的特点，但输出电压能力不足，制约了压缩机的最高转速。1 W4 d5 n: Z8 i1 E6 Q! U: u 　　PAM调制方式能在相同电网输入电压的情况下，获得较高的逆变器输出电压，因此如果在压缩机低速范围内沿用等宽度PWM调制方式，而在高速范围内采用PAM高效、低噪的混合调制方式，无疑是一个比较两全其美的办法。　　　PAM逆变器采用只负责频率的调节，转换器(一般为相控整流器或直流斩波器)则负责控制直流电压。不象PWM转换器负责产生一定的直流电压，而逆变器在控制频率的同时也进行电压的调节。PAM转换器具有网侧功率因素较大的特点，更利于空调器节电。如日立最新推出的全PAM直流变频空调，其功率因素可高达99.5%。
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一种新型的变频式空调器在国内市场上渐领风骚。 7 Q+ _! S; Y8 }' B 用何种变频调速方式是根据所使用的电动机类型来决定的。目前一般有两种方式：一种是用三相交流鼠笼异步电动机拖动，如上海爱普产AY型机；另一种是用特制的直流电动机拖动，如四川长虹产的KFR型机。 1、单相交流-直流-三相逆变-三相交流鼠笼异步电动机方案是一种在单相220V/50HZ线路中串入电感器，并经四只大功率二极管VDI-VD4作全波桥式整流为直流电，后经由六只大功率管VTI－VT6组成的逆变器，逆变为频率（包合电压）可谓的三相交流电供给三相交流鼠突异步电动机地进行速度调节。逆变器的工作由脉冲宽度调制技术控制。它将采集的多种信息，通过微处理器比较、分析，发出一个合适的运转频率信号，使电动机在此频率f（速度n=60f／P，其中p为电机极对数）下运行。3 s1 C- B4 |( C+ u! S0 I ! N" T; a. ^5 W! o/ e% R0 E- U( K 2．单相交流-逆变器-直流交流变流器）-特制的直流电动机方案使用特制的直流电机。其转子为四极永久磁铁，走子为四极三相绕组。逆变器将220V／50HZ单相交流电进行可控整流，拖出可调的直流电压，使电动机随此电压的高低而快慢（变速）运转。 % x9 P$ U, t. [) H8 S  T- q5 M$ B , z. Z. Y7 C! p, I 电动机的旋转磁场来**六只开关管组成的直流逆变器，通过微处理器控制，以项序切换流过电机的绕组来产生，从而带动磁性转子旋转。 ( B  [3 }0 E3 Y% u( ]2 m4 I2 @% T 变频式空调器一般带有微机（电脑）控制。它检测室内外信号如温度（室内外温、蒸发器温、冷凝器温、吸气管口温、膨胀阀出入口温、变频开头散热片温等），风机转速，电动机电流等。并由微机发出风机、压缩机运转速、制冷剂流量、阔的切换、安全保护等信号。此类机装有电子膨胀间节流。它随微处理器发出的信号，随时改变制冷剂流量，故它的效率比普遍使用毛细管节流方式的高。同时在制冷方式中，无化霜烦恼（化霜不停机）.因此在制热时不会像普通机在除霜倒泵逆转时，吹出冷风使室温下降。 0 z: N2 }4 s+ { 变频式空调器一般以1/2左右的频率进行低速启动，然后即转入最高速运转态，此时制冷（热）能力最大。由于效率高，故只需普通空调器的一半时间就能使室温达到沿定值。以后就一直运转在低速态．温度变动范围很小。而普通空调器使用的启停方式，一般说明书都写着+-1-1.5℃，即波动范围1－3℃左右。5 W9 v2 k( a3 z2 L% N 由于变频机无频繁的启动大电流冲击．且一直工作在低速上，又第一次只半小时就能达到设定值，故节电明显。即制冷（热）的功耗之比效率就高得多该类机有十二档风速可调，普通机只有四档，加之无启停及低速运行，从噪声很小，机械（特指压缩机）磨损小，运行可靠，寿命长，且变频与电源电压无关，所以对供电电压要求不高，它可以在电源电压变动很大的范围内稳定运行。 5 n' w7 A/ Z0 w) J, Z' P5 d4 T 变频式空调器的缺点是机器内部线路复杂，－旦坏了，维修困难．一般都是整块线路板调换。
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1.交流变频器       交流变频器的工作原理是把工频市电转换成为直流电源,并把它送到功率模块。同时功率模块受微电脑送来的控制信号控制,输出频率可变的电源,使压缩机电动机的转速随电源频率的变化而作相应的改变,从而控制压缩机的排气量,调节制冷量和制热量。2.直流变频器       直流变频器也同样是把工频市电转换为直流电源,并送至功率模块,同样,功率模块受微电脑送来的控制信号控制,所不同的是模块输出的是受控的直流电源,此直流电源送至压缩机的直流电动机,控制压缩机的排气量.由于压缩机使用了直流电动机,使空调器更节电、噪声更小。严格地讲,这种空调器应该称作“完全直流变转速空调器”。传统空调压缩机依靠其不断地“开、停”来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。变频空调则依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。    运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。    变频空调的核心是变频器。变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术，它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节，把50Hz的固定电网频率改为30-130Hz的变化频率；同时，还使电源电压范围达到142V-270V，彻底解决了由于电网电压不稳而造成空调器不能工作的难题，使空调完成了一个划时代变革。    变频空调通过提高压缩机工作频率的方式，增大了在低温时的制热能力，最大制热量可达到同类空调器的1.5倍，低温下仍能保持良好的制热效果。此外，一般的分体机只有四档风速可供调节，而变频空调器的室内风机自动运行时，转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化，由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理、细腻，实现了低噪音的宁静运行，最低噪音只有30分贝左右。    变频空调在每次开始启动时，先以最大功率、最大风量进行制热或制冷，迅速接近所设定的温度后，压缩机便在低转速、低能耗状态运转，仅以所需的功率维持设定的温度，这样不但温度稳定，还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减，而且耗电量大大下降，实现了高效节能。
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就是怕坏了啊配件全垄断了啊（价格奇高）呵呵。遇到好多客户变频的坏了都是仍了买新的（怕了买不变频的了）
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梁维江：您的变频空调理论很扎实，是否可以在《空调技术交流专版》栏目里设立子栏目（变频空调技术交流）大家在这个子栏目里交流变频空调的维修心的，问题和配件购买。尤其是变频功率模块的供应和购买信息。8 \9 h" I3 v2 R$ a3 W- g- r 这样能够提高我们的变频空调维修技术和变频空调的修复效率。可能明年以后将是变频空调主流产品的天下。
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我希望理论上再通俗点儿更好 :P
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恐怕明年论坛里关于变频空调器的帖子会更多了

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