课程2搞清变频电路的工作原理

通过上节课对变频空调器中变频电路结构组成的学习，我们初步了解了变频电路的结构特点和主要器件的特性及功能。接下来我们就对这些器件所构成的变频电路进行分析，进而搞清变频电路的工作原理。

变频空调器采用变频调速技术，其最根本的特点在于它的压缩机的转速并不是恒定的，而是可以随着运行环境的需要而改变，所以空调器的制冷量（或制热量）也会随之变化。为了实现对压缩机转速的调节，变频空调器室外机内部有一个变频电路，用来改变压缩机的供电频率，从而控制转速，达到调节制冷量（或制热量）的目的。

变频电路的变频工作是利用二次逆变得到交流电源，通过改变逆变电源的频率来控制压缩机的转速，从而达到制冷或制热的不同要求。图9-10所示为变频空调器变频控制电路的示意图。

从图中可以看出，交流220V经室内机电源电路送入室外机中，经室外机电源电路以及整流滤波电路后，变为300V直流电压，为逆变器（功率模块）中的IGBT进行供电。

同时由室内机主控电路控制室外机主控电路工作，并将其控制信号送入变频控制电路中，由变频控制电路输出PWM驱动信号控制逆变器（功率模块），为变频压缩机提供所需的工作电压（变频驱动信号），变频驱动信号加到变频压缩机的三相绕阻端，使变频压缩机起动，进行变频运转，压缩机驱动制冷剂循环，进而达到冷热交换的目的。

图9-11所示为典型变频电路的结构框图，交流220V市电电压经整流滤波后得到约300V的直流电压，送给六个IGBT（门控管），由这六个IGBT控制流过变频压缩机绕组的电流方向和顺序，形成旋转磁场，驱动变频压缩机工作。室外机主控电路中的微处理器送来的脉宽调制（PWM）驱动信号，送到IGBT的控制极上，控制IGBT的导通和截止。

图9-10 变频空调器变频控制电路的示意图

图9-11 典型变频电路的结构框图

图9-12所示为U+和V-两只IGBT导通周期的工作过程。交流220V电压经整流滤波电路输出直流电压，为逆变器电路中的IGBT提供直流电源，主控电路为逆变器提供控制信号。在电动机旋转的0°～60°周期段，控制信号同时加到IGBT U+和V-的控制极，使之导通，于是电流从U+流出经变频压缩机的绕组线圈U、线圈V、门控管V-到地形成回路。(www.xing528.com)

图9-13所示为V+和W-两只IGBT导通周期的工作过程。在变频压缩机旋转的60°～120°周期段，主控电路输出的控制信号产生变化，使IGBT V+和W-控制极为高电平而导通，电流从IGBT V+流出，经绕组V流入从绕组W流出，再流过IGBT W-到地形成回路。

图9-12 U+和V-两只IGBT导通周期的工作过程

图9-13 V+和W-两只IGBT导通周期的工作过程

图9-14所示为W+和U-两只IGBT导通周期的工作过程。在变频压缩机旋转的120°～180°周期段，电路再次发生转换，IGBT W+和U-控制极为高电平导通，于是电流从IGBT W+流出，经绕组W流入从绕组U流出，再经IGBT U-流到地形成回路，又完成一个流程。变频电路按照这种规律为变频压缩机的定子线圈供电，变频压缩机定子线圈会形成旋转磁场，使转子旋转起来，改变驱动信号的频率就可以改变变频压缩机的转动速度，从而实现转速控制。

目前，变频空调器采用的变频方式主要有两种，即交流变频方式和直流变频方式。

图9-14 W+和U-两只IGBT导通周期的工作过程