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              美的空調維修基礎知識

              作者:創始人 日期:2023-11-12 人氣:111

              第一章 空調電控基礎知識

              美的家用和商用空調中所使用的電控有很多相同的地方,比如電源電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、繼電器驅動電路等。一個空調的電控板就是由這些簡單的電路構成。本章所介紹的主要是美的空調電控上使用的一些主要部件以及電控設計方面的一些規范,針對原理做比較詳細的介紹。后面的美的定頻機和變頻機技術以及RS-485信號知識都屬于美的商用空調中比較基礎但是又很通用的技術,掌握這些對熟悉美的商用空調的電控有事半功倍的效果。

              第一節 空調中常用元器件的名稱及起作用

              A. 電阻:

              空調中常用的電阻有碳膜電阻和水泥電阻。

                    主要在電路中起分壓,降壓,限流等作用。

                    色環電阻阻值可直接通過其自身的色環來讀取其阻值大?。?/span>

                    顏色和阻值對應如下示:

                                                    

                    1    2    3    4    5    6    7    8    9    0  ±5% ±10%

                   金銀色一般在最后表示電阻精確度。下面以四色環為例讀其阻值:

              空調維修基礎學習

                   如上圖:電阻顏色為橙、綠、紅、金色,依次為3、5、2,誤差±5%。

                    其阻值為35×100102次方)歐姆=3.5千歐。誤差±5%。

                    對于貼片電阻其阻值大小可以通過標示值來讀取,如標示位為221,阻值大小為:22×10101次方)=220歐姆。

              B. 電容:

              常用的有貼片電容、電解電容和瓷片電容。

              主要在電路中起濾波,旁路及風機中啟動和運轉的作用。

              電容在使用中要注意耐壓值的選取以及和電阻,電感的匹配。容值的大小可以通過標示值來讀?。?/span>

              例如貼片或瓷片標示為103,其容值大小為

              10×1000103次方)=10000PF。

              C. 二極管:

              分為鍺管和硅管。

              最大的特點是具有單向導通性。電流正向通過,反向截至。

              主要在電路中起整流、限壓(鉗位)和開關的作用。

              D. 三極管:

              同樣分為鍺管和硅管。

              共有三極:集電極、發射極,基極。

              主要在電路中起電流放大、開關、限壓等作用。

              E. 光電耦合器(俗稱光耦):

              在電路中把光電隔離,大大提高了線路抗干擾能力。

              通常有紅外發光管。當初級有電流信號通過時,使紅外二極管發光,次級的光敏器件如光敏二極管,光敏三極管,光敏電阻,光敏晶閘管等受光后,在次級又輸出光信號。

              整個過程是電>>電的過程。

              F. 可控硅:

              家用空調中主要起風機調速作用,商用空調主要在數碼渦旋中用于卸載閥的控制。

              在數碼渦旋中

              電路中表示符號為SCR共有三極:

              陽極(A),陰極(K),控制柵極(G)。

              在風機調速過程中,與負載電機串聯于交流電路中,通過控制可控硅導通角的大小,就可以改變負載上的電壓有效值。

              G. 電流互感器:

                    電流互感器實際是一個線性變壓器。其輸入電流(被檢測電流)與輸出電流跟它的內部線圈匝數成正比關系。

              H. CPU(芯片):

              在空調中出現過的有掩模芯片,FLASH片和EEPROM,DSP片等。

              掩摸芯片指利用掩模技術把信息固化在芯片當中,芯片內的東西不能再更改。

              FLASH芯片內容則可以更改多次。

              EEPROM一般指存儲參數用的ROM,內容可反復擦寫。

              DSP片用于美的變頻空調中,它是16位芯片,運算速度快,精度高。

              商用空調中主要使用的芯片是NEC公司的D78F9177CU(簡稱9177)和D78F0034ACW(簡稱780034)。這兩款芯片特點是資源豐富,抗干擾能力強。

              在維修空調時,可以如果電控板無動作,則可以測量芯片的電源管腳上有無+5V的電壓。

              7800343233管腳分別為+5V和地;

              911712管腳分別為地和+5V。

              I. 2003芯片:

              2003芯片的輸入—輸出特性相當于是一個反向器。當2003輸入端為高電平(+5V)時,對應的輸出口輸出低電平(0V),繼電器線圈兩端通電,繼電器觸點吸合;當2003輸入端為低電平時(0),對應的輸出口輸出高電平(+12V),繼電器線圈兩端斷電,繼電器觸點斷開。

              J. 壓敏電阻:

              一般并聯在零線和火線之間或零線和地之間或火線和地之間。起電壓保護的作用。它的導電性能呈非線性變化,當壓敏電阻兩端所加電壓低于標稱電壓值時,其內部阻抗接近于開路狀態。而當外加電壓高于其標稱值時,對電壓的響應時間非???,它承受電流的能力非常驚人,而且不會產生續流和放電遲滯現象,進而迅速熔斷保險絲來保護后面的電路。

              K. 7805,7812

              此兩芯片都為穩壓芯片。

              當初級電壓在一定范圍內時,次級的輸出都是穩定在一個特定值。提供給負載一個穩定的工作電壓。(詳見第二節的線性電源電路)

                    

               

              第二節  空調電控中典型電路分析

              一、線性電源電路

                  電子電路與電子設備都需要有一個穩定的直流電源提供能量,而且對于我們現在所面臨的控制器而言,都是利用電網提供的交流電源,經過整流、濾波、穩壓后,濾去其不穩定的脈動、干擾成分,來使電子電路與電子設備保持正常的工作。

              對于美的的空調的電控來說,除了變頻機的模塊上用開關電源外,其余的室內或室外電控使用的均為線形電源,即通過降壓、整流、濾波、穩壓后而提供給電子電路及芯片工作。下面我們就原理及關鍵部件做詳細介紹。

              1、線性電源電路的方框圖與典型原理圖

              線性電源電路基本上由四部分組成:變壓器降壓、二極管或橋堆整流、電容或電感濾波、三端穩壓塊穩壓,他們之間的組合則可構成一個最基本的,也是最可靠的線性電源電路:

              2、主要參數和部件介紹:


              V1——220V交流電(變壓器輸入)

              V01——12至16V的交流電(變壓器輸出,因變壓器型號不同輸出電壓有所不同,一般為16V),波形如下圖

              空調電源電路維修

              V02——經四個二極管全波整流后輸出16V左右的脈動直流電,波形如下圖

              空調電源電路維修

              V03——經電容C1濾波后輸出16V接近平滑的直流電,波形如下圖

              空調主板電源維修

              V0——經過7812穩壓后輸出穩定的12V直流電,此12V直流電一部分電供給電控板上的2003和繼電器等,另一部分經7805輸出穩定的5V直流電(典型電路中),供給電控板上的主控芯片(單片機)及其外圍電路使用。

              關鍵部件介紹:

              變壓器:變壓器由線圈繞組、鐵芯組成。一般而言,變壓器還有一個外殼,用來起屏蔽和固定作用。

              變壓器是利用互感現象原理工作的:當一次側繞組通以交流電時,一次繞組產生磁場,二次繞組的線圈切割磁力線而產生感生電動勢,這樣由交變電場生成磁場,磁場通過閉合的鐵芯耦合到次級繞組,從而在次級線圈中生成感應電動勢。

              整流二極管:二極管按材料分有硅二極管與鍺二極管兩種。它具有單向導電性。

               二極管由P型半導體與N型半導體構成,在P型、N型半導體之間接觸面形成一個PN結,通過PN結對不同方向電壓的不同導電性來達到導通與截止的作用。當通以正向電壓時,電流流過;通以反向電壓時,二極管截止,電流不能通過。

               用萬用表的“二極管”檔即可測出二極管的好壞。

              7812和7805:7812用于輸出穩定的12V直流電,7805用于輸出穩定的5V直流電,即使市電電壓有少量變動,其輸出也恒定。

              目前美的使用的三端穩壓器7805、7812,它有輸入、輸出和公共端三個端子。輸出電壓穩定不變。這種穩壓器內部集成有取樣電路、保護電路、調整電路、比較放大電路、基準電路、啟動電路、恒流源電路。7805和7812外形一樣(通常7812上都有散熱片而7805沒有),如右圖:空調主板維修

              中間的管腳為“地”,左邊管腳為輸入,右邊管腳為輸出。

              用萬用表的直流電壓檔測其輸出和輸出即可判斷出其好壞。

              瓷片電容C2、C4、C6容量較小,可以有效的過濾電路中的高頻干擾部分,一般采用104瓷片電容。

               

              二、溫度檢測電路

              1、電路圖:

              優選電路: (a) 、圖(b)。

              溫度傳感器有一特性,即在不同的溫度時有不同的電阻值,利用傳感器的這一特性,可設計溫度檢測電路:

                  空調主板溫度電路維修  

              (a)為常見電路, 圖(b)在兩個分壓電阻上分別加了個穩壓二極管,用于防靜電箝位,主要用在大功率分體機、移動空調、抽濕機等容易產生靜電的機型。

              以前使用過的溫度檢測電路還有很多種,如圖(c)是23常規機所用電路, C1C2起到同樣的濾波作用: 柜機的電路是圖(d),它的電容C1用的是47μF; 變頻機所用電路又有區別,如36變頻為圖(e),沒有用C1,它的C2223,45變頻為圖(f),R21K,50變頻為圖(g)。 空調器所用的溫度檢測電路中還有一種為排氣溫度檢測電路,電路基本相同,如50變頻所用的圖(h)。

                

              美的空調主板維修更換

              美的空調主板更換維修電話

              2、工作原理及電子元器件在電路中的作用:

              所有溫度檢測電路原理大致相同,現以空調器中常用的電路圖(a)為例進行分析: 電路中,溫度傳感器RT(相當于可變電阻)與電阻R1形成分壓,則A端電壓為:5R1/(RT +R1),隨著外界溫度的變化,溫度傳感器RT的電阻值跟著變化,則A端的電壓相應變化。

              因為RT在不同的溫度有相應的阻值,則不同的外界溫度在A端有相應的電壓值,外界溫度與A端電壓形成一一對應的關系,可以把此對應關系制成表格。因此單片機可根據不同的電壓值檢測外界溫度。

              電路中,RTR1組成分壓電路,C1、C2R2形成Π型RC濾波,C1對分壓電路輸出電壓進行第一次濾波(平滑濾波),隨后C1兩端余下的交流雜波又被R2C2分壓。這余下的交流成分大都降在R2上,而C2兩端余下的交流成分就極小,于是起到了第二次濾波(高頻濾波)的作用。但是R2的阻值不能太大,它會使輸出直流電壓損失,通常取1K2K, 所以這種濾波器多用于負載電流較小的場合。

                  此溫度檢測電路,RTR1可互換,此時A端電壓為5 RT /RT +R1,C1亦可用47μF電容替代,在有些電路中,也把C1省去不用,考慮到性能可靠、規范性及編程方便,通常用圖(a)所示電路,R18.06K、R22K, C110μF、C2為貼片電容103104(0.01μF0.1μF)。但在某些有靜電的場合,如移動空調器,經常用手觸摸,則最好用防靜電溫度檢測電路,見圖(b)  

               

              三、繼電器驅動電路

              在介紹繼電器的驅動電路之前,首先簡單介紹一下繼電器的基本知識。

              繼電器是一種當輸入量變化到某一定值時,其觸頭(或電路)即接通 或分斷交直流小容量控制回路的自動電器。在空調中,繼電器輸入12V直流電,繼電器吸合后,強電的兩個管腳接通,輸出220V交流電。

              1、工作原理:

              由永久磁鐵保持釋放狀態,加上工作電壓后,電磁感應使銜鐵與永久磁鐵產生吸引和排斥力矩,產生向下的運動,最后達到吸合狀態。如下圖:

               空調壓縮機接觸器維修電話

               

              在空調電控上,一般用兩種電路驅動繼電器:晶體管驅動電路和集成電路2003驅動。下面分別介紹這兩種驅動電路。

              2、晶體管驅動

              1)、電路原理圖

              當晶體管用來驅動繼電器時,必須將晶體管的發射極接地。具體電路如下:              

                          

              NPN晶體管                             PNP晶體管

              空調主板死機沒有反應維修 

               

               

               

               

               

               

               

               

              2)、工作原理簡介

              NPN晶體管驅動時:

              當輸入高電平時,晶體管T1飽和導通,繼電器線圈通電,觸點吸合。

              當輸入低電平時,晶體管T1截止,繼電器線圈斷電,觸點斷開。

              PNP晶體管驅動時:

              當輸入高電平時,晶體管T1截止,繼電器線圈斷電,觸點斷開。

              當輸入低電平時,晶體管T1飽和導通,繼電器線圈通電,觸點吸合。

              3)、電路中各元器件的作用

              晶體管T1為控制開關。

              電阻R1主要起限流作用,降低晶體管T1功耗。

              電阻R2使晶體管T1可靠截止。

              二極管D1反向續流,抑制浪涌。繼電器的繞組是一個感性元件,總是阻礙電流的變化,斷電時,電流瞬間降到0,它會產生一個很大的反向電動勢,如果沒有D1,這個電動勢很可能將主控板燒壞。接上D1后,反向電動勢直接被D1短路,從而保護了主控板。

              3、集成電路驅動

              目前已使用多個驅動晶體管集成的集成電路,使用這種集成電路能簡化驅動多個繼電器的印制板的設計過程?,F在所用驅動繼電器的集成電路主要有TD62003AP。下面就TD62003AP介紹一下采用集成電路驅動繼電器的電路。

              1)電路原理圖

               

              空調壓縮機不啟動維修

              2)工作原理簡介

              2003的輸入—輸出特性相當于是一個反向器。當2003輸入端為高電平(5V)時,對應的輸出口輸出低電平(0V),繼電器線圈兩端通電,繼電器觸點吸合;當2003輸入端為低電平時(0)V,對應的輸出口輸出高電平(12V),繼電器線圈兩端斷電,繼電器觸點斷開。

              3)電路中各元器件的作用

              2003直接驅動繼電器,在2003中已集成有起到反向續流作用的二極管。

              4)各元器件的選型

              一般選用2003驅動繼電器?,F在常用的型號為TD62003AP。

               

              四、遙控接收電路

              美的空調器現在選用的遙控接收頭型號是HS0038A2,性能比較優越?,F從工作原理和兩個典型電路具體分析:

              1、工作原理:

              接收頭內部有一接收窗口,是一光敏元件,接收范圍局限在某一頻率范圍的紅外線。當光敏元件接收到f1頻率的紅外線,內部相應激發出一定大小電流,經I---V電路轉換成某一電壓,濾波后,經一比較器輸出脈沖電壓,再經內部三極管電平轉換,輸出間隔不一幅度為+5V脈沖信號送主芯片處理。

              2、典型電路分析:

              現提供兩組電路圖(圖a、圖b),并對電路中各元器件參數設置進行說明。

               

              空調遙控不接受維修

                                  a                                    b

               

              a中各元器件參數設置:

              (1) 為了減少外電路對+5V電壓的干擾影響,保證電氣過應力足夠,應在供應電壓線上加電阻。但電阻不能太大,電阻大了壓降也大,這樣有些微處理器不一定能正確探測信號,推薦值150Ω。

              (2) 為了使輸出脈沖的上升時間短,電容最好選用102獨石電容。如果選103電容,則脈沖上升時間加長,信號容易失真。

              (3) 在輸出線增加限流電阻對預防電火花出現有好處,如果電阻太大,壓降相應也高,為了保證電路正常工作,要依靠微處理器的電工能負荷的增加。為了使電路與所有的微處理器能兼容,輸出信號線電阻選用1KΩ電阻。

              (4) 為了外界干擾電壓對搖控接收頭的干擾,在+5V進線端加一電解電容,起到平滑波形作用。

              b中各元器件參數設置:

                 相同元器件參數選定依據圖a。

                 不同的是此電路在輸出端增加一個PNP三極管,當選用插件三極管,一般選用9012,貼片三極管選用DT143。遙控輸出信號為高電平,經電平轉換同樣輸出高電平,有利于降低阻抗輸出信號,增加抗干擾能力。

              3、電路比較:

              兩電路原理相同,如果接收頭離芯片較近,外界干擾少,可采用圖a電路,

              反之采用圖b電路。

               

              五、壓縮機電流檢測電路

              1、典型的壓縮機電流檢測電路:

              在分體機、柜機和商用空調電控系統中使用得最多、最為典型的壓縮機電流檢測電路如下圖所示:

               空調壓縮機過電流維修

                   圖中包括下列元件:

              (1) 電流互感器TT1——將被檢測的交流電流轉化成可取樣的小電流(交流);

              (2) 模擬負載電阻R1——將轉化后的小電流轉化成電壓(交流);

              (3) 整流二極管D1——將轉化后的交流電壓(半波)整流成直流電壓;

              (4) 電解電容C1——平滑整流后直流電壓波形,輸入到芯片;

              (5) 分壓電阻Rx和R2(16K)——用于調整A/D轉換的參數,直接確定輸入到芯片口的A/D參數;

              (6) 鉗位二極管D2——確保輸入到芯片口的模擬量不大于5V,以免損壞芯片;

              (7) 電阻R3和電容C2——組成了RC濾波電路。由于MCU 的A/D口所需輸入電流極小,這里將其加在芯片與輸入量之間,不會產生壓降,因此不會影響采樣的精確性。但對電流檢測電路的輸出信號進行了濾波,防止高頻干擾。

              2、電路的工作原理及各元器件的主要功能:

              在了解電路工作原理之前,首先弄懂電流互感器TT1的工作原理。電流互感器實際是一個線性變壓器。其輸入電流(被檢測電流)與輸出電流跟它的內部線圈匝數成正比關系(均為交流電流量)。這樣我們開始敘述電路的工作原理:

              假如檢測壓縮機電流值為Ii,根據電流互感器固定的初級/次級線圈匝數比(常量)C,可確定輸出電流(為交流)Io=Ix/C;

              在選取負載電阻R1(通常為1K)時,其阻值遠遠小于兩分壓電阻值。這樣,R1的阻值約等于實際的負載電阻值。于是,R1兩端的電壓Uo=R1×Io=(R1×Ix)/C;(注:此為交流電壓值);

              在經過整流二極管D1半波整流后(由于MCU 的A/D口所需輸入電流很小,此處按嚴格的計算關系),二極管D1的負極與地之間的直流電壓V1=(√2/2) ×Uo=(0.707×R1×Ix)/C;要減掉二極管上的壓降約0.5V。

              直流電壓V1在分壓電阻Rx和R2上分壓,得出Rx和R2公共端的電壓值V2=[Rx÷(Rx+R2)] ×V1=[Rx÷(Rx+R2)] ×[(0.707×R1×Ix)/C-0.5],這就是最終輸入到芯片檢測口的壓縮機電流參數模擬量(改值仍需通過實驗最終確定。不同電流互感器及分壓電阻Rx對應不同的最終輸入到芯片檢測口的電壓參數表見附錄二)。

              直流電壓V2必須經過電解電容C1平滑波形,成為較平穩的電壓模擬量輸入到芯片A/D口。鉗位二極管D2目的是確保輸入到芯片口的模擬量不大于5V,以保證芯片的工作可靠性;電阻R3和電容C2濾除輸入量的高頻成分,減小其對MCU的影響。

              3、電路中各元器件的取舍及參數說明:

              1)  電流互感器TT1是整個電路中最關鍵的器件即電流傳感   器;目前分體機和柜機電控系統中對該元器的選取各不相同。

              2)R1是模擬負載電阻,目前我們的電路中大部分使用1K電阻,按上面的計算公式該電阻當然越精確越好,我們可以選擇精度為±1%電阻(其功率根據UoIo計算,我們電路中0.25W足夠),由于該電阻對輸出電壓相當敏感,在選用時注意其精度。

              3)整流二極管D1是必須的。因為模擬負載電阻R1兩端的電壓是交流的不能直接輸入到芯片,必須將其轉化成直流電壓。根據電流計算D1選用IN4148便可;

              4)分壓電阻Rx和R2(16K)的選取注意以下事項:

              a、Rx+R2的阻值要求遠遠大于模擬負載電阻R1的阻值, 這樣,電流互感器TT1的負載大致就是R1,目前我們的電路中R2通常使用16K,Rx根據不同的電流互感器和不同的運用電路常用5.1K(柜機)、1.4K(分體機)等;

              b、確定你所需的壓縮機電流檢測范圍,根據電流互感器的參數特性和負載電阻可計算出加在Rx和R2兩端的電壓值V1,該電壓經Rx和R2分壓得V2,V2的值盡量接近于但不能超過5V,這樣不會超出芯片的檢測范圍又增加A/D檢測的準確性;

              c、Rx和R2電阻值精度的選取。通常這樣的A/D處理電路要求分壓電阻Rx和R2的精度比較高(可以選用±1%的電阻),否則,采樣值漂移較大。

              (5) 鉗位二極管D2在電路中是必不可少的。因為該電路是用于檢測到壓縮機的電流,而實際壓縮機在啟動時其電流值高達額定電流的3至5倍。于是V2的值遠遠超過了5V,加上鉗位二極管可確保輸入到芯片口的模擬量不大于5V,保證芯片的工作可靠性。我們所用的芯片在A/D轉換的配置要求中有下列事項尤其值得注意:A/D口的輸入電壓必須在指定的范圍內。尤其適當輸入高于VDD或低于VSS電壓時(即使在絕對最大額定值的范圍內),通道的轉換值無定義,同時也將影響其它通道的轉換值。所以在A/D轉換電路中最好加上鉗位二極管。

              (6) 如果沒有電解電容C1,分壓后的V2實際只是半波整流后的電壓波形,它是不斷變化的模擬量。必須經過平滑波形后再輸入到芯片。理論上該電解電容越大波形平滑得越好,但其價格越貴,我們通常選用的是100UF,由于此處電壓不超過5V,電解電容的耐壓參數用16V便足夠;

              (7) 電阻R3和濾波電容C2可確保輸入量有高頻干擾時減小對MCU的影響。省去后會對電路的抗干擾性能有一定影響,但其價格甚微,而且用于MCU 的A/D口,因此沒有必要省掉。電阻R3通常使用的是2K,其電阻值可略增大或減少。但阻值太大會在其兩端產生較大的壓降(與MCU的輸入特性有關),從而影響A/D轉換的精度。

                            第二節     美的定頻機技術簡介

              定頻機和變頻機的區別在于壓縮機和電控上,定頻系統的壓縮機轉速恒定,室內傳至室外的信號為220V的交流電而比較容易測量。而變頻機室內外之間通過通信來確定壓縮機的轉速,因而電控比較復雜,出現問題也比較難以確定。

              美的定頻機的室內機的電控與家用柜機和分體機原理基本一致,目前其軟件

              已經基本穩定。現行生產的機型主要包括嵌入式、一面出風式、風管式、天井式、壁掛式、柜式。簡單的定頻機室內機向室外傳遞以下信號(所有冷暖定頻機都傳遞的信號及其順序都一樣):如下圖。

              壓縮機 — 220V交流電,由室內機電控上的繼電器輸出;

              四通閥 — 220V交流電,由室內機電控上的繼電器輸出(單冷機無此信號);

              外風機 — 220V交流電,由室內機電控上的繼電器輸出;

              零線N — 與上述輸出形成電壓,供給室外板檢測。

              美的空調內外機通訊故障維修


              美的U系列全都是定頻機,這里我們把定頻機的室內外機電控挑幾個典型的來敘述一下,U系列電控我們以后就不再做介紹了。

                  常見的室內機電控實物如下圖:

              美的空調更換主板維修

              a、——顯示板插子

              b、——室外風機、壓縮機、四通閥信號輸出,220V。其中PRO為接零保護,當室外機有電控時,接到室外機電控板上。若室外機沒有電控則直接把它和零線短接。

              c、——室內風機輸出,220V。

              d、——水泵控制,220V。

              e、——220V電源輸入端。

              f、——變壓器220V輸入端。

              g、——變壓器輸出,16V交流電。

              h、——T1

              i、——T2

              j、——水位開關輸入插子。

                  對于3HP以下的機型,室外機只有一個壓縮機接觸器,用室內機電控上壓縮機繼電器直接控制壓縮機接觸器。

              3HP的機子,由于使用三相電,室外機一般都有一個電流檢測板,一方面檢測壓縮機電流,另一方面檢測三相電相序。如下圖:

              電流檢測板如下圖:

              美的空調過電流保護原理


              a、——室內機紅白黑三根線的輸出到這兩個端子上。

              b、——發光二極管,用于顯示室外機故障代碼。

              c、——輸出到室內機電控的PRO上,由電控板上光耦控制,當室外機T3故障或相序保護時,光耦控制其斷開,則室內機停機并顯示室外機故障。

              d、——接室內機零線。

              e、——三相電輸入,用于檢測相序。

              5HP的機子室外機一般有一塊較大的電控板,用于控制室外風機轉速及化霜等。

              對于很多匹數較大的室外機來說,其室外機電控板功能較多,如:M系列的室外機電控及部分U系列室外機電控。不過一般室外板的功能比較簡單,主要增加了如化霜、室外風機控制、壓縮機保護等。如果在調試或運行中這些電控出現問題的話,應當先測量室內輸出到室外機的信號有無錯誤。如果輸入正常而輸出不正常則可確定是電控板問題。


                              第三節   美的變頻機技術簡介

              相對于定頻機來說,變頻機有啟動電流小,調節范圍寬,溫度調節精度高,節能效果好,冷房暖房迅速等特點。對于商用空調來說,變頻機最大的優點在于它避免了以往一開全開的浪費現象,它可以通過調節壓縮機運轉頻率來調節能力輸出,從而節約了電能。

              一、變頻空調原理介紹

              美的變頻空調的控制過程原理如下圖:

              美的變頻空調維修

              這是一個交流直流交流的變換過程。交流電220V先通過橋堆整流電容濾波后變成300V的直流電,這300V的直流電一部分供給開關電源,另一部分供給模塊,模塊的輸出直接供給變頻壓縮機。模塊的控制端口由開關電源的輸出來控制,而開關電源的輸出又受主控板控制,因此主控板通過開關電源控制模塊輸出,進而控制壓縮機運轉頻率。

                  下面,我們就來詳細的說一下其具體的變換過程:

              1)整流濾波電路:

                  變頻機整流濾波如下圖:

              美的變頻空調維修

                  其實它就是一個線形整流濾波電路,只是在整流濾波電路前增加了一個濾波器和PTC保護電路和電抗器。

              濾波器用于消除市電中的干擾。

              由于濾波電容的容量特別大,初次上電時,電路中接近短路,很容易造成跳閘。加上PTC后,流過PTC的電流過大,PTC過熱,電阻增大,使電流減小。約2秒后,電容充滿電,電控輸出使繼電器吸合,PTC失去作用。

              電抗器用于提高整個電路的功率因數,電容用于濾除干擾。

              整流橋和濾波電容選用的容量都比較大。P、N輸出300V左右的直流電,直接輸出給變頻模塊。

              ①整流橋堆

              普通整流橋堆如下圖:

               空調跳閘易損元件

               

              24220V交流電輸入端(無極性),13是直流電輸出端(3為“+”,1為“-”)。

              它內部集成了四個二極管,因此任何兩個相鄰的管腳之間都有一個二極管。在變頻機的電控中,橋堆是一個比較容易損壞的元件,一般現象是被擊穿而出現上電跳閘現象。測量橋堆有沒有被擊穿的方法是:用用萬用表的“二極管”(或電阻檔)檔測量橋堆每兩個相鄰管腳,每兩個相鄰管腳之間正反測量兩次。二極管正向導通時的電阻一般時300歐姆左右,反向為無窮大。如果測量正反向的電阻都為0的話,說明橋堆已經被擊穿,需更換橋堆。

              一般變頻機中都使用2個橋堆,是為了提高功率因數。

              目前在MDV-J140W160-510MDV-280W/CS-810中使用的橋堆是富士橋堆,比較上述橋堆更加穩定。

              ②濾波電容

              濾波電容相對來說是比較穩定的元件,它把橋堆后的脈動直流電變成比較平滑的直流電,然后直接輸入到變頻模塊的P(“+”極)、N(“-”極)端。濾波電容如下圖:

                              空調升壓濾波電容

              此電容板是變頻水系統中使用的,它采用5560uF/400V的電解電容并聯以提高整體容量。34Bridge)為橋堆整流后的輸入端,12IPM)為向模塊的輸出端。由于使用了多個電解電容,有時會發生電容爆裂現象。為了提高電路的可靠性,在MDV-J140W160-510MDV-280W/CS-810中直接使用兩個3300uF/400V的大電解電容。

              2)變頻模塊

              變頻模塊是整個變頻空調的核心,也是用弱電(主控板)控制強電(壓縮機驅動電源)的關鍵。通常我們見到的模塊上面都有一個電控板,這個電控板是開關電源。 開關電源同模塊一樣屬于變頻機中比較重要的部件,與第二節中介紹的線形電源相比,開關電源使用體積小的高頻變壓器(一般可達幾十千赫或幾百千赫)替代了線形電源中笨重的工頻變壓器,因此開關電源具有體積小、效率高、設計靈活等特點,目前應用非常廣泛。

              開關電源將上述整流濾波后的直流電(300V)轉換成高頻的交流電,然后再轉換成直流電。

              模塊電路如下圖:

              變頻空調模塊維修

                  如上圖:PN輸入的300V直流電壓經過TOP233Y芯片及其外圍電路后變成高頻的交流電輸出給開關電源變壓器(高頻變壓器),高頻變壓器輸出5路高頻交流電經過D1、D2、D3、D4、D6C10、C11、C12、C13、C16整流濾波之后輸出給模塊,其中一路變為12V5V直流電通過CN1輸出給主控板,用于給主控板供電。因此當此開關電源損壞后,主控板也無法動作,需更換模塊。

              主控板工作后,向模塊的控制端口U+、V+、W+、U-、V-、W-輸出壓縮機頻率控制信號來控制模塊的輸出。

              模塊與主控板間有10根線,分別為:W-、W+、V-、V+、U-、U+、地、+5V、+12V、模塊保護。這里要學會測量其中的+5V+12V信號,因為如果變頻機沒有動作的話,就可以迅速查出是主控板問題還是模塊問題。

              當模塊保護線輸出電壓高于3.3V時說明模塊有故障。

                  模塊的內部是6IGBT管(可以想象成6個三極管,用芯片輸出的弱電來控制強電輸出),這6IGBT的控制端口對應U+、V+、W+、U-、V-、W-,共有三個輸出端口,受主控板上DSP芯片輸出信號控制后輸出一定頻率的強電信號直接供給變頻壓縮機。

                  注意:在更換模塊或橋堆時,換上去的新模塊或橋堆必須涂上導熱膠并緊貼在散熱片上。

              二、美的變頻空調的軟件上的共同點(不包括自由拖和V系列)

              1、當排氣溫度達到105℃時頻率開始下降,壓縮機頂部溫度達到120℃時,壓縮機內部的雙金屬片斷開,室外機電控檢測到斷開信號后整機停機。當頂部溫度下降到105℃時,頻率保持現有狀態。當排氣溫度降到90℃時,頻率開始恢復。

                2、室外風機與壓縮機同時啟動,但壓縮機停止時,室外風機延時30秒關。

                3、當電壓降到190V左右時開始降頻,降到150V左右時整機關,并顯示電壓保護。當電壓高于270V時,整機關并顯示電壓保護。

                4、限頻因素很多,一般有:電壓、電流、排氣溫度、室內TsT1之差、室外環境溫度T4等。正常情況下,電壓、電流、排氣溫度、TsT1之差限頻并不是很頻繁,而T4限頻比較常見。制冷時,當T4處于35℃左右時會達到最大頻率;制熱時T43℃以下時會達到最大頻率。

              以上所涉及到的參數不同機型可能有所差異,但一般差別不大。

                               第三節  RS-485技術簡介

              本小節內容在美的以前的一些資料中介紹的比較少,但屬于比較重要的內容。在以后要用到RS-485信號的接線中,必需先看完本節內容后再做總線布置和接線。

              RS-485是一種多點、差分數據傳輸的電器規范,現已成為業界應用最為廣泛的標準通信借口之一。這種通信借口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點、雙向通信。它所具有的噪音抑制能力、數據傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。

              目前,美的在網絡集控器KJR-06B、KJR-06BD、電腦網絡集控、數碼渦旋、自由拖、MDV-J280W/S-810以及最新的2030HP匹數碼渦旋等機型中都已經使用了RS-485通信技術。由于以前在RS-485總線的拓撲中存在很多誤區,因此這里有必要對其做詳細說明。

              美的使用的RS-485通信傳輸速率比較低,因此最大傳輸距離理論上說可達2000米。對于2000米這個傳輸距離來說,基本上是RS-485的傳輸極限,只有在正確的網絡連接條件下RS-485的通信距離才有可能接近這個距離,如果網絡連接不正確的話,則通信距離就會被大大的縮短。RS-485在接線時一定要保證有良好的網絡拓撲和接地措施以及終端匹配。

              一、RS-485的總線結構

              RS-485的網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構,不支持環型或星型網絡。最好采用一條總線將各個接點串接起來,從總線到每個節點的引出線長度應盡量短,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。如下圖:美的變頻空調接線標準

              變頻空調通信線連接標準

              變頻空調通信線連接標準

              1、圖3、圖5是錯誤接法,圖2、圖4、圖6是改正后的正確接法。圖1、圖3、圖5的網絡連接在距離較短的情況下可以勉強維持正常工作,但隨著通信距離增加或通信速率的提高,其不良影響會越來越嚴重,主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號迭加,造成信號質量下降。此外,還要注意總線特性阻抗的連續性,在阻抗不連續點也會發生信號的反射。例如,總線的不同區段采用不同電纜或有過長的分支線時都會出線阻抗不連續點而使通信質量嚴重下降??傊?,應該提供一條單一、連續的信號通道作為總線。這一點在網絡集控時要特別注意。

              二、接地措施

              電子系統的接地是一個非常關鍵的又經常被忽視的問題,接地措施不合理會導致信號被干擾而使系統無法正常工作。目前美的資料中所規定的信號線都是2芯的屏蔽線,在實際施工中對于網絡機一定要使用屏蔽雙絞線,其中兩根用于通信,另外兩根根接到電控板的+5V的地上,屏蔽層接到室內機的外殼上。(注意,要單點接地,也就是接到離數據轉換模塊最近的室內機的外殼上)

              注意:網絡布線中所有的接點,為了防止導線氧化,要用焊接而不能直接用

              手擰住。通訊總線和所有分支線應避開強電線路和強干擾區域,單獨穿管布線,與強電回路的距離在300mm以上。

              在數碼渦旋、自由拖、MDV-280W/CS-810等機型中,每臺室內機和室外機的通信接口上都有P、QE三個接線坐,其中E是電控板的工作地,也就是通常所說的+5V的地(7805中間的管腳),接到通信線的屏蔽層上,可有效的抵抗外來的干擾。

              另外在使用網絡集控器KJR-06B、電腦網絡集控等場合,由于所接室內機較多且分布環境不同,即要注意總線的布置,也要注意正確的接地措施。在焊接網絡功能模塊時,要把每個電控板中+5V的地引出來,同時也要把集控器或數據轉換模塊中的+5的地也引出來,都接到信號線的屏蔽層上。(三芯屏蔽線時接到除通信線外的另一根線上,屏蔽層接外殼。)

               三、終端匹配

                  當傳輸距離較近時,可以不考慮終端匹配;若傳輸距離比較遠的話必需考慮終端匹配來提高通信質量。

              信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有,信號在這個地方就會引起反射。消除這種反射的方法,就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻,使電纜的阻抗連續。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的,因此,在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻。

              目前,美的的網絡功能模塊和集控器以及電腦集控使用的數據轉換模塊上都沒有使用終端匹配技術。實際施工時,要在每最遠處的一個網絡功能模塊上和數據轉換模塊的A、B通信線上跨接兩個相同的電阻(匹配電阻為1/4120歐金屬膜電阻,RJ-1/4-120Ω±5%)。如下圖:

              美的多聯機空調接線標準 

              目前在數碼渦旋以及變頻自由拖等機型中已經匹配了100歐姆的電阻,因此,安裝過程中不必考慮終端匹配。

               

               


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