直流变频调速：基本原理解析

“直流变频空调器”，准确地说是使用了无刷直流电动机的直流调速空调器。

1.无刷直流电动机的结构

无刷直流电动机的结构及特点见表10-1。

2.无刷直流电动机的运转和调速

①转子位置检测：有两种方法，一是利用电动机内部的位置传感器（通常为霍尔元件）提供的信号；二是检测出无刷直流电动机绕组的电压，利用采样信号进行运算后得出。

②运转和调速的电路框图，如图10-5示。

框图解释：CPU输出控制压缩机转速的信号，作用于变频控制电路，变频控制电路输出6路控制信号，控制变频模块中6个大功率开关管按设定的规则导通和截止。规则是：任一时刻A1、B1、C1这一组和A2、B2、C2这一组都只能各导通1个，即任一时刻只导通2个开关管（且A1、A2不能同时导通，B1、B2不能同时导通，C1、C2也不能同时导通）。

表10-1 无刷直流电动机的结构及特点

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图10-5 无刷直流电动机运转和调速的电路框图

例如，当转子在某一位置，转子的位置检测信号传给CPU，使A1、B2两个晶体管导通，直流电由正极，依次流经晶体管A1、电动机U相绕组、电动机V相绕组、晶体管B2，回到负极，U相和V相两相绕组通电，驱动转子运转（另一相线圈即W相不通电，但有感应电压，该感应电压可以用作该位置的位置检测信号）；当转子转过120°时，其位置感应信号传给CPU，CPU输出制制信号，使B1、C2两个晶体管导通，直流电由正极流经晶体管B1、电动机V相绕组、电动机W相绕组、晶体管C2，到电源负极（U相绕组不通电，感应电压当做该位置的位置检测信号）；转子再转过120°时，则是晶体管C1、A2导通，直流电由正极流经晶体管C1、电动机W相绕组、电动机U相绕组、晶体管A2，到电源负极（V相绕组的感应电压当做该位置的位置检测信号），如此周期性循环。总之，变频模块输出的是断续的、极性不断改变的直流电。

加在绕组上的平均直流电压越高，电动机转速越快。加在每相绕组的电压如图10-6所示。

图10-6 加在直流变频压缩机绕组上的电压（规定U、V、W点的电势高时，电压为正）

3.直流变频空调器的实质

直流变频空调器可分为两类，一类是只有压缩机采用无刷直流电动机；二类是压缩机、室内风机、室外风机都采用了无刷直流电动机，这就是全直流变频空调器。