变频空调制冷基本原理及其常见故障课件.ppt

1、变频性能基本原理及其常见故变频性能基本原理及其常见故障分析障分析 主要内容前言：变频的定义以及命名前言：变频的定义以及命名一、制冷系统简介一、制冷系统简介二、制冷系统的保护功能二、制冷系统的保护功能三、常见故障分析和维修三、常见故障分析和维修四、变频维修小板的应用四、变频维修小板的应用五、其他注意事项五、其他注意事项前言 什么叫变频空调器？GB/T 7725的定义是：转速可控型房间空气调节器variable speed room air conditioner：空调器运行时，根据热负荷的大小，其压缩机的转速在一定范围内发生3级以上或连续变化的空调器，简称变频空调器。前言 凡是美的变频空调器均采

2、用“BP”两字母来表示变频：BP1：省写为BP，表示交流变频，如：KFR-26GW/BPY-R。美的内销已经不生产交流变频空调器。BP2：也常称为1D，表示压缩机为直流变频，室内外风轮电机为交流，如：KFR-26GW/BP2DY-M。美的今年的变频家族里的E，M，N，W均是BP2。BP3：也常称为3D，表示压缩机、室内外风轮电机均为直流KFR-26GW/BP3DN1Y-C。美的今年的变频家族里的C系列为BP3。一、制冷系统简介定速机制冷系统的四大部件变频机制冷系统的四大部件变频机能力可调的原理定速机与变频机的区别变频机与定速机相比较的优势变频机的电控1、定速机制冷系统的四大部件 压缩机 冷凝器

3、 节流机构（毛细管，电子膨胀阀）蒸发器定速压缩机电机2、变频机的制冷系统四大部件 变频压缩机 冷凝器 节流机构（毛细管，电子膨胀阀）蒸发器变频压缩机电机U、V、W任何两个接线端之间的电阻值是一样的，与定速机不同3、变频机能力可调的原理 变频机能力可调主要原因是采用了变频压缩机。定速机只要压缩机开，其运行的频率就是50Hz，这个是与用户供电源的频率是一样的。变频压缩机的运行频率是通过电控是可调的，比如，最低可以是15Hz，最高可以是100Hz。为什么频率改变了就可以说是“能力可调”呢？为什么频率改变 就“能力可调”呢？一定工况下，制冷量与制冷剂质量流量成正比，即 Q=q.m 式中，Q 制冷量，q

4、 制冷剂单位质量制冷量，m 制冷剂质量流量 一定工况下，制冷剂质量流量与压缩机转速成正比例函数关系，即 m=f(N)式中 f 制冷剂质量流量与压缩机转速的函数关系，不同结构的压缩机此关系式不同，N 压缩机转速 综合上两式，有：Q=q.f（N）就可以通过调节压缩机转速（频率）实现空调制冷量的调节，这就是直流或交流变频空调变频能量调节的原理。定速机压缩机的频率N是不变的，所以Q也不变。4、定速机与变频机的区别 制冷系统不同 定速空调器的压缩机运行频率不可变。例如 50Hz 变频空调器的压缩机运行频率可以变化。例如 30Hz100Hz。电控不同 变频空调器的控制器远比定速空调器复杂。输出能力不同 在

5、一个工况下定速机只有一个能力输出 变频机的输出能力是一个范围 舒适性不同 变频空调器的舒适性比定速空调器的好。可以快速制冷或制热 温度波动小。定速机与变频机的温度调节 对环境的适应性不同 节能 从长期运行来说，变频空调器会比普通空调器节约30%以上的电量。Note:频繁的开/关变频空调器不能节约电量。5、变频机与定速机相比较的优势序号序号项目项目常规空调常规空调变频空调变频空调1适应负荷的能力不能自动适应负荷变化自动适应负荷的变化2温控精度开/关控制,温度波动大降频控制,温度波动范围小3启动性能启动电流远大于额定电流软启动，启动电流很小4节能性开/关控制，不省电自动以低频维持，省电30%5低电

6、压运转性能180V以下很难运转低至150V也可正常运转6制冷、制热速度慢快7热冷比小大8低温制热效果0C以下效果差-10C时效果仍好9化霜性能差准确而快速10除湿性能定时开/关控制，低频运转，只除湿不降温11满负荷运转无此功能自动以高频强劲运转12保护功能简单全面13自动控制性能简单真正模糊化、神经网络化6、变频机的电控 变频机的电控远比定速机的复杂，将由电控工程师专门介绍二、制冷系统的保护功能定速机的常见保护功能变频机的保护功能保护功能的作用：无论定速机还是变频机，保护的思路均是不让空调出现过高温、过低温、过高电流，保证空调器不被破坏。1、定速机的常见保护功能 蒸发器低温保护蒸发器低温保护

7、冷凝器高温保护冷凝器高温保护 蒸发器高温保护蒸发器高温保护 电流保护电流保护 传感器开路或断路保护传感器开路或断路保护 风机失速保护风机失速保护 蒸发器低温保护蒸发器低温保护 若连续3分钟T22C，则关压缩机、室外风机；当T28C时退出保护。冷凝器高温保护冷凝器高温保护 若连续3秒T365C，则关压缩机、室外风机；T348C时退出保护。（有T3传感器的机器才有这个保护）如果连续四次开压缩机5分钟内出现电流保护而关压缩机，则整机关机并且LED显示故障信息，不可恢复。传感器开路或短路保护功能 若T1、T2传感器发生故障，则进入故障状态，整机关机，并且LCD显示故障信息，当AD采样恢复正常时则恢复正

8、常工作。当A/D值小于等于2时判为传感器开路，也就是说传感器开路故障时传感器端引入的阻值应大于600千欧（-20摄氏度时对应的阻值为 115.266千欧）当A/D值大于等于252时判为传感器短路，也就是说传感器短路故障时传感器端引入的阻值应小于100欧（139摄氏度对应的阻值为222欧）风机速度失控当室内风机的速度连续50秒过低（低于300RPM）时，说明当前的风机速度失控，整机关并且LED显示故障信息，且不可恢复。2、变频机的保护功能 定速机有的保护，变频机都有 变频机的保护 排气温度保护排气温度保护 压缩机顶部温度保护压缩机顶部温度保护 蒸发器低温保护蒸发器低温保护 冷凝器高温保护冷凝器高

9、温保护 蒸发器高温保护蒸发器高温保护 电流保护电流保护 压缩机预热防冻功能压缩机预热防冻功能 传感器开路或断路保护传感器开路或断路保护 风机失速保护风机失速保护压缩机顶部温度保护功能压缩机顶部温度保护功能当压缩机顶部过载保护器断开时,停整机。当压缩机顶部过载保护器恢复闭合时,重新起动压缩机（受三分钟保护限制）。压缩机排气温度保护功能压缩机排气温度保护功能 蒸发器低温保护蒸发器低温保护 当室内蒸发器温度降到7以上,则限制解除；当室内蒸发器温度降至5时恢复。冷凝器高温保护冷凝器高温保护 蒸发器高温保护 当室内蒸发器温度超过TEH2，则进行降频，频率保持20秒运行。如降至F1，室内蒸发器温度仍超过T

10、EH2，并持续3分钟，则停压缩机 53 若室内蒸发器温度降到48以下，或在48-TEH2之间保持6分钟，则限制解除。7.8.2当室内蒸发器温度超过60时，关压缩机，此温度降到48以下,压缩机重开。压缩机预热功能（室内外芯片）室外主继电器闭合的前提下，室外温度3且新插上电源时，进入预热状态 室外主继电器闭合的前提下，室外温度5时或用户开机使压缩机起动时，预热状态即解除。以下保护与定速机相同以下保护与定速机相同 传感器开路或断路保护传感器开路或断路保护 风机失速保护风机失速保护三、常见性能故障分析和维修变频机的故障很多情况下与定速机一样。电控方面的问题由电控工程师专门讲述。变频机在维修过程中要注意

11、的问题特别指出变频压缩机常见故障压缩机维修注意事项维修规范隐患严禁使用焊枪割管，应使用割管机严禁使用焊枪割管，应使用割管机切割；切割；可能引起火灾；容易产生氧化皮堵可能引起火灾；容易产生氧化皮堵塞系统塞系统必须在系统冷媒完全排空才可以更必须在系统冷媒完全排空才可以更换压缩机；换压缩机；可能引起冻伤事故以及压缩机油大可能引起冻伤事故以及压缩机油大量喷出量喷出绝对禁止使用压缩机抽真空；绝对禁止使用压缩机抽真空；烧损压缩机电机烧损压缩机电机绝对禁止压缩机空气运行；绝对禁止压缩机空气运行；可能引起系统爆炸，造成人员伤亡可能引起系统爆炸，造成人员伤亡严禁短接各种压缩机保护；严禁短接各种压缩机保护；不能从

12、根本上解决用户问题，引起不能从根本上解决用户问题，引起压缩机损坏压缩机损坏更换压缩机后应按照规定清洗系统更换压缩机后应按照规定清洗系统 引起杂质进入新压缩机，导致新换引起杂质进入新压缩机，导致新换上压缩机损坏上压缩机损坏维修规范隐患压缩机和系统的管口不能长时间敞开，压压缩机和系统的管口不能长时间敞开，压缩机吸排气管管口胶塞在拔除缩机吸排气管管口胶塞在拔除1010分钟内应分钟内应保证系统焊接完成，防止空气水分和杂志保证系统焊接完成，防止空气水分和杂志进入系统；进入系统；影响制冷效果，并有可能影响制冷效果，并有可能损坏压缩机损坏压缩机压缩机管口焊接时特别注意火焰方向不能压缩机管口焊接时特别注意火焰

13、方向不能对着接线座，绝对禁止火焰喷到接线座，对着接线座，绝对禁止火焰喷到接线座，造成接线座玻璃体融化或接线端子接触不造成接线座玻璃体融化或接线端子接触不良和腐蚀生锈；良和腐蚀生锈；接线座玻璃体熔化，接线接线座玻璃体熔化，接线座绝缘涂层被破坏，导致座绝缘涂层被破坏，导致压缩机可靠性下降压缩机可靠性下降不允许以任何原因添加冷冻机油；不允许以任何原因添加冷冻机油；添加的油并不一定适用原添加的油并不一定适用原压缩机压缩机安装维修过程中必须避免异物杂质进入系安装维修过程中必须避免异物杂质进入系统；统；影响制冷效果，并有可能影响制冷效果，并有可能损坏压缩机损坏压缩机维修规范隐患变频空调，变频空调，一定要求

14、更换与原配压缩机一定要求更换与原配压缩机同型号的压缩机，同型号的压缩机，绝对不能绝对不能用其他型号用其他型号压缩机代替压缩机代替不同型号变频压缩机内电机不同型号变频压缩机内电机参数是不一样的，电控参数参数是不一样的，电控参数一定要与压缩机参数对应才一定要与压缩机参数对应才能运行（能运行（参见下页表的例子）参见下页表的例子）更换压缩机之后，压缩机三个端子线更换压缩机之后，压缩机三个端子线U U、V V、W W一定要求与电控上的三个端子一定要求与电控上的三个端子U U、V V、W W保持对应保持对应否则压缩机反转，不能压缩否则压缩机反转，不能压缩冷媒，而会烧坏压缩机冷媒，而会烧坏压缩机（接（接线错

15、开机后的表现）线错开机后的表现）更换压缩机，必须保证附近连接线不会更换压缩机，必须保证附近连接线不会与铜管相碰，间距较小的位置最好用在与铜管相碰，间距较小的位置最好用在铜管上包上保温管后再用束紧带将连接铜管上包上保温管后再用束紧带将连接线扎在铜管上，胶脚与垫片距离线扎在铜管上，胶脚与垫片距离0.50.52.0mm2.0mm，铜管之间的距离，铜管之间的距离5mm5mm以上，铜管以上，铜管与钣金距离与钣金距离10mm10mm以上；以上；铜管与连接线相碰可能会导铜管与连接线相碰可能会导致安全事故，铜管相碰容易致安全事故，铜管相碰容易导致泄漏，并损坏压缩机导致泄漏，并损坏压缩机某变频压缩机的电机参数N

16、o項目参数说明15CS160XAA23压缩机型号2磁石材料、配置稀土永磁体材料，安装方式：IPM/SPM3巻線仕様分布卷定子线圈分布方式：集中卷/分布卷4極数（极）4级转子极数5運転周波数範囲（Hz）15-120运行频率范围6減磁限界電流（A）40A永磁体减磁电流（推荐38A）7電圧（V）220V-3500rpm直流电压Vdc（参考）8d軸（mH）3.8d轴电感9q軸（mH）10.4q轴电感10巻線抵抗（）线间电阻1.148定子线圈电阻（25）（说明是相间(line-to-neutral)还是线间电阻(line-to-line)）11誘起電圧定数（Vrms/krpm）40.1感应电压常数（说明

17、是相间(line-to-neutral)还是线间电压(line-to-line)）12定数（Nm/Arms）电机转矩常数13電機子鎖交磁束（WbT）0.535 Wb.T电枢磁链（韦伯匝）14慣性定数（Kgm2）1.22E-03转动惯量2、接线错开机后的表现与解决方法 表现：电流与正常的变化不大 压缩机无吸排能力 低压侧压力较高，与常温一样。开机后排气管不热，回气管不凉 如果是涡旋变频压缩机，则压缩机会剧烈晃动。转子的不会明显有振动。解决方法 按压缩机胶垫或接线端子盖的UVW与电控上的UVW对应 如果无法确定对应关系，在接错线的情况下任意调换两个端子的接线。（与定速三相压缩机一样）3、传感器故障

18、 变频机的传感器较多，一般有以下几个 T1：室内温度传感器 T2：室内蒸发器盘管温度 T3：室外冷凝器盘管温度 T4：室外环境温度传感器 T5：排气温度传感器 T7：回气温度传感器 当故障代码显示有传感器故障要且要更换时，更换时注意区分排气温度传感器与其他传感器。美的空调只有两种阻值的传感器传感器温度阻值表温度/T1T2T3T4T7阻值/KT5（排气温度）阻值/K-20115.266542.7-1062.2756307.7035.2024180.91020.7184109.82012.643168.66251054.89307.9707844.17405.1751929.15503.45097

19、19.694、冷媒泄漏后如何追加冷媒 定速机开制冷模式后从低压阀处直接追加就可以了，同时测试压力。变频机的稍有不同，维修时最好带上维修小板进行查询。变频机追加冷媒 这里先介绍R22冷媒的追加方法建议，R410A的在下午专门讲述。现场测试压力。现场测试压力的结果 每个人测试的压力是相同的？每个人测试的压力是不同的？变频机追加冷媒R22的建议 对于无T7的系统。方法1：建议采用在强制制冷的模式下加冷媒，这个时候压缩机频率固定不变，可以得到一个相对稳定的压力。如果不固定频率，压缩机的频率在变化，测试出来的压力是不稳定的，在这种状态下追加冷媒不准确。方法2：采用查看T5的方法来加冷媒，不同能效系统的排

20、气温度是有所不同的，但是相差不太大。用遥控器进入额定制冷模式，排气温度约在75-80是比较合适的。查看T5的方法 通过变频机维修小板可以查看变频空调器上的各种状态值。详细的由电控工程师讲述。遥控器进入额定制冷模式 在制冷模式，压缩机开启的情况下：遥控器设定温度为 17 遥控器设定风速为高风 10秒钟内连续按强劲键6 次（或6次以上）10秒钟到后，单音蜂鸣器的长响10秒（对于音乐蜂鸣器的则响开机铃声），进入额定制冷测试运转。压缩机的运转频率固定为额定测试频率，室内外风机风速固定为额定测试风速。遥控器退出额定制冷模式 退出方法：断电 通过摇控器改变设定温度不是17 通过摇控器改变设定风速不是高风

21、通过摇控器改变运行模式不是制冷模式 如果均不改变，5小时后会自动退出额定制冷模式变频机追加冷媒R22的建议 对于有T7的系统，很方便，不用进入额定制冷模式或强制制冷模式 在开制冷模式的情况下，查看T2和T7，加冷媒时，T7=T2+（13）5、电子膨胀阀结构使用中的注意事项产品型号介绍电子膨胀阀常见故障问题1、结构本体、线圈外观图 电动式控制阀，由本体部、线圈部构成。驱动方式为永久磁体型步进电机直动式。本体部线圈B侧接管A侧接管EPFCPFDPF本体部内部结构例）DPF-18D档 板外 壳树 脂 转 子外 壳 凹 部本 体A 侧 接 管磁 体螺 母螺 轴针 阀下 盖B 侧 接 管线圈部内部结构例

22、）DPF用线圈保 护 套 管基 板 侧 连 接 件导 线线 圈 侧 连 接 件下 侧 线 圈上 侧 线 圈衬 垫托 架支 架定 子塑 封 料2、使用中的注意事项 安装位置为电机在正上方，与本体轴心垂直（15）为防止电机的油份积存及对驱动螺丝的负荷 阀入口安装100120目的网，防止异物进入。为防止异物造成误作动 钎焊时，本体部分不能在120以上。用水冷却时，阀内不能入水。为防止树脂材料等的热变形 线圈部不能有水珠，配管不能有结露水。为防止寿命降低和烧损 不要施加冲击性压力 为防止误作动 安全注意事项 对线圈、本体、导线及连接件不要施加使其断裂、变形的冲击和荷重。因为外力会使线圈和本体断裂，导线

23、和连接件接触不良，由此使线圈烧损（冒烟）。请在线圈图纸上标有的许容电压范围内使用。施加超许容电压会使线圈烧损（冒烟）。线圈温度不能超过绝缘温度（E种115）使用。会使线圈烧损（冒烟）。3、产品型号介绍命名方式例：DPF-18D15DPF ：型号18 ：阀口径 （YPF型除外）D ：铜接管类型15 ：设计系列号 4、电子膨胀阀常见故障问题 1、阀体安装时发现是全闭。2、电子膨胀阀噪音。3、电子膨胀阀不动作。4、电子膨胀阀卡死。电子膨胀阀出问题之后的表现 最大的问题是堵塞，或似通非通，出现这个问题的制冷系统的表现与定速机的毛细管堵或半堵的表现是一样的。不能制冷或制冷效果差，蒸发压力下降，压缩机负荷

24、下降，类似收冷媒。不能制热或制热效果差，蒸发压力下降，压缩机负荷下降，类似收冷媒。阀开度问题 阀体出厂时阀开度是480脉冲，但由于转子是通过螺纹结构固定，在运输过程中可能会由于振动而使转子位置发生改变，最终会有阀门关闭的情况。这并不影响阀体性能。噪音问题 在接通电源时阀体都有“KATA KATA”的动作音，是由于电控装置在空调通电时给电子膨胀阀施加一个全开或者全闭的脉冲，这种声音是由于电子膨胀阀的转子转到最大开度时与限位装置碰撞引起，并不是噪音。电子膨胀阀动作时转子与螺轴都有一定的摩擦音，转子转动时碰到限位销的碰撞音，这些就形成了电子膨胀阀的动作音。当空调系统内充满了冷媒，转子转动的阻力加大以

25、及声音的传播方式有所改变，电子膨胀阀的动作音会变得很小。不动作问题电子膨胀阀确认不能动作的检查建议：接通电源时请确认阀体有“KATA KATA”的动作音，如无动作音，请确认阀体完全套入线圈内（OK）线圈与电路板连接（OK）导线与端子连接正确（OK）线圈通电情况（121.2V）（OK）阀体 确认线圈部没有问题 阀体能全开吗？（OK）至阀全闭的脉冲数是480ps以上吗？（NG）更换本体卡死问题 出现卡死情况是由于杂物在冷媒流动时进入电子膨胀阀内部并积聚，杂物嵌入到阀体内，就会使转子转动的摩擦力增大，引起卡死现象。杂物类型有：管路异物、焊接氧化物等。防止方法：加强管路清洁度、采取焊接保护减少氧化物、

26、阀体两端安装100目 以上的过滤器。四、变频维修小板的应用 通过维修小板可以查看系统运行的：各状态点的温度值 运行的频率值 室外风机的转速值（直流电机）电子膨胀阀的开度值（如果有）设定压缩机运行频率值（在维修时不建议使用这个功能）显示各种故障代码 小板的功能由电控工程师详细讲解。五、其他N和W型变频分体机的电磁四通阀控制方法不同N和W的是反向的，制冷时电磁四通阀有电，制热时无电，更换时应该注意各管口的接法。不能接错了。其他变频机型电磁四通阀的动作与定速机的是一样的。变频机的能效计算方法 定速机的能效计算很简单 EER=额定制冷量/额定制冷功率 COP=定额制热量/额定制热功率 变频机的能效要通

27、过专门的软件才能计算出来的，而且测试工作量也比定速机多很多，要测试：额定制冷量和制冷功率 中间制冷量和中间制冷功率 额定制热量和制热功率 中间制热量和中间制热功率 额定低温制热量和额定低温制热功率 变频能效的三个指标 SEER HSPF APF 计算举例 变频能效的标准简介 GB/T 7725-2019 以变频空调每年开制冷2399小时来计算能效 GB 21455-2019 以变频空调每年开制冷1136小时来计算能效 定速机室外温度上升超过35 时，其制冷效果会变差 变频机在室外温度上升超过35 时，其制冷效果会变差（与自身机比）定速机室外温度下降低于7 时，其制热效果会变差 变频机在室外温度下降低于7 时，其制热效果会变差（与自身机比）提问交流时间