变频技术与变频空调研究

摘要：科学技术日新月异的发展，对提高人们的生活质量起了非常重要的作用，在人们的日常生活和工作中，空调随处可见，变频技术已经广泛的运用到人们的生活工作中，变频空调为人们带来很多的便利，不仅可以制冷制热，最重要的是符合节能省电的时代主题。文章主要是分析变频技术的发展历程，同时研究变频空调的基本构造和工作原理，通过研究变频空调的现状，分析和交流变频空调和直流变频空调各自的优势和不足，提出相对应的意见和建议，更好的促进变频技术和变频空调的发展。

关键词：变频技术；变频空调；结构特点；工作原理

1变频器的基本工作原理

1.1变频技术的发展

在我们国家改革开放时期引进了变频技术，一直发展到现在，变频技术在我们国家已经基本普及。对于我国变频技术的发展总的来说，可以分为三个主要过程，首先是从别的国家引进变频技术，1995年，我国成立空调研究所，对于国外空调的先进技术进行研究，1996年，我国从国外引进变频空调技术，建立我国的变频空调生产基地。其次我国的科研人员进行研究，2000年，我国初步了解了变频空调技术，然后进行了充分的消化吸收，选取相对应我国的变频空调的标准，进行磨合。最后进行自主创新，制造出适合我们国家的变频空调，2008年，国家变频空调标准出台，很多生产商开始生产变频空调，研究者不断地改进变频空调，直到现在，我国的变频空调技术还在不断地发展创新，紧跟时展的脚步，提高核心质量问题。

1.2变频器的基本概念

随着变频空调的广泛使用，越来越多的人对于变频器这一工作器件十分的好奇，开始对变频器进行探究。其实变频空调中最主要的就是变频器，变频器一般是指对电力半导体器件的通断的控制，将交流电工频电源中稳定不变的频率和电压变换为频率和电压可以改变的交流电的电能控制的一种装置，绝缘栅双极晶体管是一种半导体器件，一般称IGBT。变频器的工作过程是在电路中将稳定频率和电压的交流电流转化为直流电流，然后将转化的直流电再转化为可变频率和电压的不同的交流电流，这就是变频器的基本概念。其本质过程就是电流的转化过程，把固定不变频率和电压的三相或者单相电流转化为频率可以适应环境温度改变的可变的频率或电压的交流电流，变频器的本质就是不断地转化的过程，通过不断地转化，来保证变频空调的稳定运行。

1.3变频器的基本构造及工作原理

前面我们简单的介绍了变频器的基本概念以及它的工作过程，那么变频器的基本构造是什么呢?变频器基本构造复杂，其中有很多个电路，最主要的是逆变电路、整流电路、控制电路这几部分。其中三相整流桥组成了整流电路，这个过程是电路将所收集到的三相交流电都整流成直流电，逆变电路主要是由逆变模块和驱动电路组成，其主要作用是由IGBT组成逆变桥，然后根据驱动电路发出的驱动信号把整流所得的直流电转化为频率和电压可变的交流电，这个过程在变频器的工作过程中十分的重要。变频器是构成压缩机的最主要器件，而压缩机是通过控制转速来实现对温度的控制，因此，变频器在变频空调工作过程中是一个桥梁的作用，通过对电流的转换来辅助压缩机工作。以上就是所说的变频器的基本构造和简单的工作原理。

2变频空调的现状

前面我们介绍过变频技术及变频空调的发展阶段，我们都知道，随着时代的不断进步，科学技术的发展日新月异，变频空调也在不断地进行改进和创新发展。相对于以前的变频空调，现在的变频空调更加的节能省电，最重要的是环保舒适，同时更加的人性化，更加的贴合时代的发展主题，提高了人们的生活质量。自从2009年公布的家电下乡公告以后，变频空调也被选入家电下乡活动中，变频空调的生产商也抓住了这次机会，开始进行扩展和推销。现阶段，在变频空调广泛应用中也出现了一些不足和，生产商重视核心问题的普遍性，积极改进，保证质量，同时变频空调本身存在的问题也在不断地解决。变频空调正在迅速的发展，相信不久的将来，变频空调会越来越完善。

3变频空调和定频空调各自的优势及不足

3.1变频空调的优势及不足

我们都知道，变频空调虽然为人们带来了很大的便利，但是同时也存在一定的不足，接下来对变频空调的优势和不足进行简单的分析。首先变频空调的优势在于它节能效果好，因为变频空调内部有变频器随时调节压缩机的运转速度，压缩机保持持续平稳的状态，节能效果十分理想。其次，变频空调的温度控制精度高，变频空调是通过控制压缩机的转动速度来实现对于温度的控制，精确度可以达到一度左右，对于温度的控制十分精确。最后变频空调可以保持室温恒定，变频空调通过变频压缩机控制转速来自动的调节室温，使室温保持恒定。变频空调的不足之处在于价格比较贵，经济条件不好的家庭消费不起。其次，变频空调需要持续开机，才能显示出变频空调的优势来，但是很多家庭会节省电费，不会持续开机，这样变频空调的优势不能更好的显示出来。最后变频空调的核心技术还不够完善，变频空调还会存在一定的问题，需要进行维修和处理。

3.2定频空调的优势及不足

定频空调在变频空调出现之前，在人们的生活工作中还是非常重要的，定频空调相对于变频空调来说，最大的优点是价格便宜，很多的普通家庭都可以消费得起。其次，定频空调对于普通工作或者生活时间小于十个小时的消费者来说，是一个不错的选择。定频空调存在一定的不足，首先是定频空调耗电量较大，定频空调在使用的时候需要不断地根据室温进行调节，这样会对家庭的电路消耗造成很大的影响。其次，定频空调不易调节，精确度不够。最后，定频空调对于达到我们设定的温度的定值的过程历时较长，等待时间较长。

4对交流变频空调、直流变频空调两个方面的变频基本原理分析

4.1交流变频空调的变频调速系统

前面我们简单的介绍了变频器的基本概念和基本组成，接下来我们研究一下交流变频空调的变频调速系统，整流器、滤波器、功率逆变器主要组成了交流变频空调的变频调速系统。整流器采用硅整流器件桥式链接，分为单相和三相输入电流，将交流电源转化为直流电，整流滤波的作用是输出直流电压使之平稳且得到提高。六个IGBT组成上下桥式驱动电路基本构成了功率逆波器，其中功率晶体管被作为开关器件，控制线路，使每只晶体管导通，当控制电路输出信号时，晶体管输出频率变化的三相电流，整个电路的平稳运行是保证变频调速系统运行稳定的重要保障。这就是交流变频空调的变频调速系统简单的工作原理。

4.2直流变频空调的变频调速系统

直流变频空调的变频调速系统和交流变频空调的调速系统在原理上存在一定的不同之处，直流变频空调压缩机采用的是无刷直流电机，无刷直流电机和普通的有刷直流电机和交流直流电机在本质上相差不多，但是有一定的区别，稀有材料制成的永久磁钢制成了无刷直流电机的转子，而且定子采用整距集中绕线，这样提高了转子的运行速率，没有涡流损失，调速性能优良，电磁干扰较小，噪音也小，寿命长。在进行转子检测时，利用电动机内部的位置传感器提供的信号，进行驱动电机换相，或者是可以利用相电压采样信号检测出无刷直流电机的相电压，然后计算可得出，来驱动电机换相，一般都采用后一种方法进行测量转子的位置。

5结束语

随着变频技术的不断发展，变频空调越来越广泛的运用到人们的工作生活中，给人们带来了舒适快捷的享受，本文主要分析了变频技术的发展，变频器的组成和工作原理，在此基础上分析了交流变频空调的变频调速系统和直流变频空调的变频调速系统，总结了变频空调和定频空调的优势和不足，在以后的发展中，变频空调需要不断地改进，紧跟时代的步伐，适应人们的需求，更加的贴合时代节能环保的发展主题，从变频技术的核心问题出发，提高变频空调的质量问题。

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作者：徐娟 单位：青海省工业职业技术学校