第一章變頻空調(diào)器通用元器件和主要元器件         第二節(jié)主要元器件

主要元器件是變頻空調(diào)器電控系統(tǒng)比較重要的電氣元器件，并且在定頻空調(diào)器電控系統(tǒng)中沒有使用，由于工作時通過的電流大，比較容易損壞。本節(jié)將對主要元器件的作用、實(shí)物外形、測量方法等做簡單說明。

一、PTC電阻

1.作用

PTC電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻，阻值隨溫度上升而變大，與室外機(jī)主控繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)。室外機(jī)初次通電后，主控繼電器因無工作電壓而使觸點(diǎn)斷開，交流220V電壓通過PTC電阻對濾波電容充電，PTC電阻通過電流時由于溫度上升阻值也逐漸變大，從而限制了充電電流，防止由于電流過大造成硅橋損壞等故障。在室外機(jī)供電正常后，CPU控制主控繼電器觸點(diǎn)閉合，PTC電阻便不起作用。

2.安裝位置

PTC電阻安裝在室外機(jī)主板主控繼電器附近，見圖1-20， 引腳與繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)，外觀為黑色的長方體電子元件，共有2個引腳。

3.外置式PTC電阻

早期空調(diào)器使用外置式PTC電阻，沒有安裝在室外機(jī)主板上面，見圖1-21,而是安裝在室外機(jī)電控盒內(nèi)，通過引線與室外機(jī)主板連接。外置式PTC電阻主要由PTC元件、絕緣墊片、接線端子、外殼、頂蓋等組成。

4.測量阻值

PTC元件使用型號通常為25°C/47Ω，見圖1-22左圖，常溫下測量阻值為50 Ω 左右，表面溫度較高時測量阻值為無窮大。常見為開路故障，即常溫下測量阻值為無窮大。

由于PTC電阻2個引腳與室外機(jī)主控繼電器2個觸點(diǎn)并聯(lián)，使用萬用表電阻檔，見圖1-22右圖，測量繼電器的2個端子(觸點(diǎn))就相當(dāng)于測量PTC電阻的2個引腳，實(shí)測阻值約為50Ω。

二、硅橋

1.作用

硅橋內(nèi)部為4個整流二極管組成的橋式整流電路，將交流220V電壓整流成為脈動的直流300V電壓。

由于硅橋工作時需要通過較大的電流，功率較大且有一定的熱量，見圖1-23左圖，因此通常與模塊一起固定在大面積的散熱片上。

2.分類

根據(jù)外觀分類常見有3種:方形硅橋、扁形硅橋、PFC模塊(內(nèi)含硅橋)。

(1)方形硅橋

方形硅橋常用型號為S25VB6o，安裝位置見圖1-23，通常固定在散熱片上面，通過引線連接電控系統(tǒng)，25的含 義為最大正向整流電流為25A, 6o的含義為最高反向工作電壓為6ooV。

(2)扁形硅橋

扁形硅橋常用型號為D15XB6o,安裝位置見圖1-24，通常焊接在室外機(jī)主板上面，15的含義為最大正向整流電流為15A，6o的含義為最高反向工作電壓為6ooV。

(3) PFC模塊(內(nèi)含硅橋)

目前變頻空調(diào)器電控系統(tǒng)中還有-種設(shè)計(jì)方式，見圖1-25， 就是將硅橋和PFC電路集成在一起，組成PFC模塊，和驅(qū)動壓縮機(jī)的變頻模塊設(shè)計(jì)在一塊電路板上，因此在此類空調(diào)器中，找不到普通意義上的硅橋。

3.引腳功能和辨認(rèn)方法

硅橋共有4個引腳，分別為2個交流輸入端和2個直流輸出端。2個交流輸入端接交流220V，使用時沒有極性之分。2個直流輸出端中的正極經(jīng)濾波電感接濾波電容正極，負(fù)極直接與濾波電容負(fù)極相連。

方形硅橋:見圖1-26左圖， 其中的1角有豁口，對應(yīng)引腳為直流正極，對角線引腳為直流負(fù)極，其他2個引腳為交流輸入端(使用時不分極性)。

扁形硅橋:見圖1-26右圖， 其中1角有1個豁口，對應(yīng)引腳為直流正極，中間2個引腳為交流輸入端，最后1個引腳為直流負(fù)極。

4.測量硅橋

硅橋內(nèi)部為4個大功率的整流二極管，測量時應(yīng)使用萬用表二極管檔。

(1)測量正、負(fù)端子

相當(dāng)于測量串聯(lián)的D1和D4 ( 或串聯(lián)的D2和D3)

紅表筆接正，黑表筆接負(fù)，為反向測量，見圖1-27左圖，結(jié)果為無窮大。

紅表筆接負(fù)，黑表筆接正，為正向測量，見圖1-27右圖， 結(jié)果為823mV。

(2)測量正、2個交流輸入端

測量過程見圖1-28,相當(dāng)于測量D1、D2。

紅表筆接正，黑表筆接交流輸入端，為反向測量，2次結(jié)果相同，均為無窮大。

紅表筆接交流輸入端，黑表筆接正，為正向測量，2次結(jié)果相同，均為452mV。

(3)測量、4個交流輸入端

測量過程見圖1-29,相當(dāng)于測量D3，D4 。

(4)測量交流輸入端~1、~2

相當(dāng)于測量反方向串聯(lián)的D1和D2 (或D3和D4)，見圖1-30， 由于為反方向串聯(lián)，因此2次測量結(jié)果應(yīng)均為無窮大。

三、濾波電感

1.作用和實(shí)物外形

根據(jù)電感線圈“通直流、隔交流”的特性，阻止由硅橋整流后直流電壓中含有的交流成分通過，使輸送濾波電容的直流電壓更加平滑、純凈。

濾波電感實(shí)物外形見圖1-31,將較粗的電感線圈按規(guī)律繞制在鐵心上，即組成濾波電感。只有2個接線端子，沒有正反之分。

2.安裝位置

濾波電感通電時會產(chǎn)生電磁頻率、且自身較重，容易產(chǎn)生噪聲，為防止對主板控制電路產(chǎn)生干擾，見圖1-32左圖，早期的空調(diào)器通常將濾波電感設(shè)計(jì)安裝在室外機(jī)底座上面。

由于濾波電感安裝在底座上容易因化霜水浸泡出現(xiàn)漏電故障，見圖1-32中圖和右圖，目前的空調(diào)器通常將濾波電感設(shè)計(jì)安裝在擋風(fēng)隔板的中部或電控盒的頂部。

圖1-32安裝位置

3.測量方法

測量濾波電感阻值時，使用萬用表電阻檔，見圖1-33左圖，實(shí)測阻值約為1Ω(o.3Ω）。

早期的空調(diào)器因?yàn)V波電感位于室外機(jī)底部，且外部有鐵殼包裹，直接測量其接線端子不是很方便，見圖1-33右圖， 檢修時可以測量2個連接引線的插頭阻值，實(shí)測約為1Ω (o.2Ω)。如果實(shí)測阻值為無窮大，應(yīng)檢查濾波電感上的引線插頭是否正常。

4.常見故障

①早期的空調(diào)器濾波電感安裝在室外機(jī)底部，在制熱模式下化霜過程中產(chǎn)生的化霜水易將其浸泡，-段時間之后(安裝5年左右)，會引起絕緣阻值下降，通常低于2MΩ時，會出現(xiàn)空調(diào)器接通電源之后，斷路器(俗稱空氣開關(guān))跳閘的故障。

②由于繞制濾波電感繞組的線徑較粗，很少有開路損壞的故障。而其工作時通過的電流較大，接線端子處容易產(chǎn)生熱量，將連接引線燒斷，常出現(xiàn)室外機(jī)無供電的故障。

四、濾波電容

1.作用

濾波電容實(shí)際為容量較大(約2000μF)、耐壓較高(約直流400V)的電解電容。根據(jù)電容“通交流、隔直流”的特性，對濾波電感輸送的直流電壓再次濾波，將其中含有的交流成分直接導(dǎo)入地，使供給模塊P、N端的直流電壓平滑、純凈，不含交流成分。

2.引腳作用

濾波電容共有2個引腳，分別是正極和負(fù)極。正極接模塊的P端子，負(fù)極接模塊的N端子，負(fù)極引腳對應(yīng)有“|”狀標(biāo)志。

3.分類

按電容個數(shù)分類，有2種形式:單個電容或幾個電容并聯(lián)組成。

(1)單個電容

見圖1-34，由1個耐壓400V、 容量為2500чF的電解電容，對直流電壓濾波后為模塊供電，常見于早期生產(chǎn)的掛式變頻空調(diào)器或目前的柜式變頻空調(diào)器，電控盒內(nèi)設(shè)有專用安裝位置。

(2)多個電容并聯(lián)

由2~4個耐壓450V、容量68oμF的電解電容并聯(lián)組成，對直流電壓濾波后為模塊供電，總?cè)萘繛閱蝹€電容標(biāo)注容量相加，見圖1-35。常見于目前生產(chǎn)的變頻空調(diào)器中，直接焊在室外機(jī)主板上。

五、直流電機(jī)

1.作用

直流電機(jī)應(yīng)用在全直流變頻空調(diào)器的室內(nèi)風(fēng)機(jī)和室外風(fēng)機(jī)，見圖1-36，作用與安裝位置和普通定頻空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的室內(nèi)風(fēng)機(jī)(PG電機(jī))、室外機(jī)的室外風(fēng)機(jī)(軸流電機(jī))相同。

室內(nèi)直流風(fēng)機(jī)帶動室內(nèi)風(fēng)扇(貫流風(fēng)扇)運(yùn)行，制冷時將蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷量輸送到室內(nèi)，降低房間溫度。

室外直流風(fēng)機(jī)帶動室外風(fēng)扇(軸流風(fēng)扇)運(yùn)行，制冷時將冷凝器產(chǎn)生的熱量排放到室外，吸入自然空氣為冷凝器降溫。

圖1 -36室內(nèi)和室外直流風(fēng)機(jī)的安裝位置

2.分類

直流電機(jī)和交流電機(jī)最主要的區(qū)別有兩點(diǎn):一是直流電機(jī)供電電壓為直流300V;二是轉(zhuǎn)子為永磁鐵，直流電機(jī)也稱為無刷直流電機(jī)。

目前直流電機(jī)根據(jù)引線常分為兩種類型:一種為5根引線:-種為3根引線。5根引線的直流電機(jī)應(yīng)用在早期和目前的全直流變頻空調(diào)器，3根引線的直流電機(jī)應(yīng)用在目前的全直流變頻空調(diào)器。

3.剖解5根引線的直流電機(jī)

由于5根引線的室內(nèi)直流電機(jī)和室外直流電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，本小節(jié)以室內(nèi)風(fēng)機(jī)使用的直流電機(jī)為例，介紹內(nèi)部結(jié)構(gòu)等知識。

(1) 實(shí)物外形和組成

見圖1-37左圖，示例電機(jī)為松下公司生產(chǎn)，型號為ARW40N8P3oMS，8極(實(shí)際轉(zhuǎn)速約750r/min)，功率為3oW，供電為直流280~ 340V.見圖1-37右圖，直流電機(jī)由上蓋、轉(zhuǎn)子(含上軸承、下軸承)、定子(內(nèi)含線圈和下蓋)、控制電路板(主板)組成。

圖1-37實(shí)物外形和組成

(2)轉(zhuǎn)子組件

見圖1-38，轉(zhuǎn)子主要由主軸、轉(zhuǎn)子、上軸承、下軸承等組成。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子和交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的不同之處在于其由于磁鐵構(gòu)成，表面有很強(qiáng)的吸力，將螺釘旋具(俗稱螺絲刀)放在上面，能將鐵桿部分緊緊地吸住。

圖1-38轉(zhuǎn)子組件

(3)定子組件

定子組件由定子和下蓋組成，并塑封為一體，見圖1-39。線圈塑封固定在定子內(nèi)部，從外面看不到線圈，只能看到接線端子:下 蓋設(shè)有軸承孔，安裝轉(zhuǎn)子組件中的下軸承，將轉(zhuǎn)子安裝到下軸承孔時，轉(zhuǎn)子的磁鐵部分和定子在高度上相對應(yīng)。

線圈塑封在定子內(nèi)部，共引出4個接線端子，見圖1-40左圖， 分別為線圈的中點(diǎn)、U、V、W。U、V、W端子和電機(jī)內(nèi)部主板的模塊上U、V、W端子對應(yīng)連接，中點(diǎn)接線端子和主板不相連，相當(dāng)于空閑的端子。

測量線圈的阻值時，使用萬用表電阻檔，測量U和V間、U和W間、V和W間的3次阻值應(yīng)相等，見圖1-40右圖， 實(shí)測約為80Ω。

(4)主板

電機(jī)內(nèi)部設(shè)有主板，見圖1-41, 主要由控制電路集成塊、3個驅(qū)動電路集成塊、1個模塊、1束連接線(共5根引線)組成。

主要元器件均位于主板正面，反面只設(shè)有簡單的貼片元器件。由于模塊運(yùn)行時熱量較大，其表面涂有散熱硅脂，緊貼在上蓋，由上蓋的鐵殼為模塊散熱。

(5) 5根連接線

見圖1-42，無論是室內(nèi)直流電機(jī)還是室外直流電機(jī)，插頭均只有5根連接線，插頭一端連接電機(jī)內(nèi)部的主板，插頭另一端和室內(nèi)機(jī)或室外機(jī)主板相連，為電控系統(tǒng)構(gòu)成通路。

插頭引線的作用見圖1-43。

①號紅線VDc:直流30oV電壓正極引線，和②號黑線直流地組合成為直流300V電壓，為主板內(nèi)模塊供電，其輸出電壓驅(qū)動電機(jī)線圈。

②號黑線GND:直流電壓300V和15V的公共端地線。

③號白線Vcc:直流15V電壓正極引線，和②號黑線直流地組合成為直流15V電壓，為主板的弱信號控制電路供電。

④號黃線Vsp:驅(qū)動控制引線，室內(nèi)機(jī)或室外機(jī)主板CPU輸出的轉(zhuǎn)速控制信號，由驅(qū)動控制引線送至電機(jī)內(nèi)部控制電路，控制電路處理后驅(qū)動模塊可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。

⑤號藍(lán)線FG:轉(zhuǎn)速反饋引線，直流電機(jī)運(yùn)行后，內(nèi)部主板輸出實(shí)時的轉(zhuǎn)速信號，由轉(zhuǎn)速反饋引線送到室內(nèi)機(jī)或室外機(jī)主板，供CPU分析判斷，并與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相比較，使實(shí)際轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速相對應(yīng)。

圖1-43插頭引線的作用見圖。

電動機(jī))，型號為WZDK34-38G-W，( 驅(qū)動線圈的模塊)供電為直流28oV、34W、8極，理論轉(zhuǎn)速為1000r/min,其連接線只有3根，分別為藍(lán)線U、黃線V、白線W,引線功能標(biāo)識為U、V、W,和壓縮機(jī)連接線功能相同，說明電機(jī)內(nèi)部只有線圈(繞組)。如圖1-44。

(2)風(fēng)機(jī)模塊設(shè)計(jì)位置

由于電機(jī)內(nèi)部只有線圈(繞組)，見圖1-45， 將驅(qū)動線圈的模塊設(shè)計(jì)在室外機(jī)主板(或室內(nèi)機(jī)主板)，風(fēng)機(jī)模塊可分為單列或雙列封裝(根據(jù)型號可分為無散熱片自然散熱和散熱片散熱)，相對應(yīng)的驅(qū)動電路也設(shè)計(jì)在主板。

(3)測量線圈阻值

測量3線直流電機(jī)線圈阻值時，使用萬用表電阻檔，見圖1-46， 表筆接藍(lán)線(U)和黃線(V)測量阻值約為66Ω，藍(lán)線(U)和白線(W)阻值約為66Ω，黃線(V)和白線(W)阻值約為66Ω。根據(jù)3次測量阻值結(jié)果均相等，可發(fā)現(xiàn)和測量變頻壓縮機(jī)線圈方法相同。

六、電子膨脹閥

1.基礎(chǔ)知識

(1)安裝位置

電子膨脹閥通常是垂直安裝在室外機(jī)，見圖1-47，其在制冷系統(tǒng)中的作用和毛細(xì)管相同，即降壓節(jié)流和調(diào)節(jié)制冷劑流量。

(2)電子膨脹閥組件

見圖1-48，電子膨脹閥組件由線圈和閥體組成，線圈連接室外機(jī)電控系統(tǒng)，閥體連接制冷系統(tǒng)，其中線圈通過卡箍卡在閥體上面。

(3)型號

示例電子膨脹閥由三花公司生產(chǎn)。見圖1-49左圖，線圈型號為Q12-GL-01,表示為格力公司定制的Q系列閥體使用的線圈，供電電壓為直流12V，16082041為物料編號。

見圖1-49右圖，閥體型號為1.65C-06，1.65為閥孔通徑，C表示使用制冷劑為R410A的系統(tǒng)(A為R22制冷劑、B為R407C制冷劑)，06為設(shè)計(jì)序列號，16071262為格力配件的物料編號。

示例膨脹閥的閥孔通徑為1.65mm，其名義容量為5-3kW,使用在1.5P的空調(diào)器中，閥孔通徑和空調(diào)器匹數(shù)的對應(yīng)關(guān)系見表1-1。

(4)主要部件

見圖1-50，閥體主要由轉(zhuǎn)子、閥桿和底座組成，和線圈一起稱為電子膨脹閥的四大部件。

線圈:相當(dāng)于定子，將電控系統(tǒng)輸出的電信號轉(zhuǎn)換為磁場，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

轉(zhuǎn)子:由永磁鐵構(gòu)成，頂部連接閥桿，工作時接受線圈的驅(qū)動，做正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的螺旋回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

閥桿:通過中部的螺釘固定在底座上面。由轉(zhuǎn)子驅(qū)動，工作時轉(zhuǎn)子帶動閥桿做上行或下行的直線運(yùn)動。

底座:主要由黃銅制成，上方連接閥桿， 下方引 出2根管子連接制冷系統(tǒng)。輔助部件設(shè)有限位器和圓簡鐵皮。

圖1-50閥體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(5)制冷劑流動方向

示例電子膨脹閥連接管道為h形，共有2根銅管與制冷系統(tǒng)連接。假定正下方的豎管稱為A管，其連接二通閥;橫管稱為B管，其連接冷凝器出管。

制冷模式:制冷劑流動方向?yàn)锽-→A,見圖1-51左圖， 冷凝器流出低溫高壓液體，經(jīng)毛細(xì)管和電子膨脹閥雙重節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，再經(jīng)二通閥由連接管道送至室內(nèi)機(jī)的蒸發(fā)器。

制熱模式:制冷劑流動方向?yàn)锳- +B，見圖1-51右圖， 蒸發(fā)器(此時相當(dāng)于冷凝器出口)流出低溫高壓液體，經(jīng)二通閥送至電子膨脹閥和毛細(xì)管雙重節(jié)流，變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，送至冷凝器出口(此時相當(dāng)于蒸發(fā)器進(jìn)口)。

2.工作原理

(1)驅(qū)動流程

CPU需要控制電子膨脹閥工作時，輸出4路驅(qū)動信號，經(jīng)反相驅(qū)動器反相放大后，經(jīng)插座送至線圈，線圈將電信號轉(zhuǎn)換為磁場，帶動閥體內(nèi)轉(zhuǎn)子螺旋轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子帶動閥桿向上或向下垂直移動，閥針上下移動，改變閥孔的間隙，使閥體的流通截面積發(fā)生變化，改變制冷劑流過時的壓力，從而改變節(jié)流壓力和流量，使進(jìn)入蒸發(fā)器的流量與壓縮機(jī)運(yùn)行速度相適應(yīng)，達(dá)到精確調(diào)節(jié)制冷量的目的。

膨脹閥驅(qū)動流程:見圖1-52， CPU → 反相驅(qū)動器 → 線圈 → 轉(zhuǎn)子-→閥桿-→閥針 → 閥孔開啟或關(guān)閉。

(2)閥桿位置

室外機(jī)CPU上電復(fù)位:控制電子膨脹閥時，首先是向上移動處于最大打開位置，然后再向下移動處于關(guān)閉位置，此時為待機(jī)狀態(tài)。

遙控器開機(jī):室外機(jī)運(yùn)行，則閥桿向上移動，處于節(jié)流降壓狀態(tài)。

遙控器關(guān)機(jī):室外機(jī)停止運(yùn)行，延時過后，閥桿向下移動，處于關(guān)閉位置。

(3)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

壓縮機(jī)在高頻或低頻運(yùn)行時對進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量要求不同，高頻運(yùn)行時要求進(jìn)入蒸發(fā)器的流量大，以便迅速蒸發(fā)，提高制冷量，可迅速降低房間溫度;低頻運(yùn)行時要求進(jìn)入蒸發(fā)器的流量小，降低制冷量，以便維持房間溫度。

使用毛細(xì)管作為節(jié)流元件，由于節(jié)流壓力和流量為固定值，因而在一定程度上降低了變頻空調(diào)器的優(yōu)勢;而使用電子膨脹閥作為節(jié)流元件則滿足制冷劑流量變化的要求，從而最大程度地發(fā)揮變頻空調(diào)器的優(yōu)勢。

使用電子膨脹閥的變頻空調(diào)器，由于運(yùn)行過程中需要同時調(diào)節(jié)兩個變量，這也要求室外機(jī)主板上的CPU有很強(qiáng)的運(yùn)算能力:同時電子膨脹閥與毛細(xì)管相比成本較高，一般使用在高檔空調(diào)器中。

如果電子膨脹閥的開度控制不好(即和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不匹配)，制冷量會下降甚至低于使用毛細(xì)管作為節(jié)流元件的變頻空調(diào)器。

3.測量線圈阻值

線圈根據(jù)引線數(shù)量分為兩種: -種為6根引線，其中有2根引線連在-起為公共端接電源直流12V，余下4根引線接CPU控制電路;另一種為5根引線，見圖1-53，1根為公共端接直流12V (示例為藍(lán)線)，余下4根接CPU控制電路(黑線、黃線、紅線、橙線)。

測量電子膨脹閥線圈阻值的方法和測量步進(jìn)電機(jī)線圈相同，使用萬用表電阻檔，見圖1-54-55， 黑表筆接公共端藍(lán)線，紅表筆分別接4根控制引線，藍(lán)與黑、藍(lán)與黃、藍(lán)與紅、藍(lán)與橙的阻值均為47Ω和94 Ω 。