变频空调器维修从入门到精通(图解彩色版)(印刷)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-07-09 07:17:08

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作者:李志锋 等编著

出版社:化学工业出版社

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变频空调器维修从入门到精通(图解彩色版)(印刷)

变频空调器维修从入门到精通(图解彩色版)(印刷)试读:

前言

前言

近年来,国内空调产业发展极为迅速,每年的空调产量达到1.4亿台之多,空调器已经走进了寻常老百姓家中。变频空调器通过控制电路,使压缩机运行在最佳的转速,相对于定频空调器,具有节能效果明显和房间温度恒定等优点,近年来销量快速上升,成为空调器市场的主流产品,同时相应的售后维修量也逐步增加。由于其室外机增加复杂的电控系统,维修难度也大大增加,而空调器作为季节性很强的一个产品,维修时效性非常强,因此需要维修人员充分了解变频空调器的电控原理和特点,才能提高维修速度和质量。为此笔者结合多年的空调器维修经验而编写了本书,帮助广大维修人员快速掌握变频空调器的维修技能。

本书内容具有四大特点。

1. 全彩图解 为了能更清楚地表达变频空调器原理和维修实际情况,使读者学习便于理解,采用全彩印刷的方式,使本书的内容表达更清楚、更有层次性,使读者学习更加便捷、快速。

2. 全程图解 本书采用一步一图的编写方式,真实还原维修现场,以达到手把手教您维修空调器的效果。

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4. 全新内容 作者重新总结这几年变频空调器维修经验,并汇总了大量的维修案例。

5. 全面系统 内容涵盖了变频空调器维修基础、变频空调器通用元器件检测与维修、变频空调器专用元器件检测与维修、室内机/室外机主板和通信电路检修分析、室内机单元电路检修分析、室外机单元电路检修分析、变频空调器常见故障维修实例等,循序渐进引导读者学习变频空调器维修从入门到精通。

本书由李志锋、李殿魁、李献勇、周涛、李嘉妍、李明相、刘提、李佳怡、李佳静、刘均、金闯、金华勇、金科技、李文超、金坡、金记纪、金亚南编著。编著者第一章 变频空调器维修基础第一节 变频空调器和定频空调器硬件区别

本节选用格力空调器定频和变频的两款机型,比较两类空调器硬件之间的相同点和不同点,使读者对变频空调器有初步的了解。

定频空调器选用具有典型特点的机型KFR-23GW/(23570)Aa-3,变频空调器选用KFR-32GW/(32556)FNDe-3,是一款普通的直流变频空调器。一、室内机1. 外观

室内机外观见图1-1,两类空调器的进风格栅、进风口、出风口、导风板、显示板组件设计形状或作用基本相同,部分部件甚至可以通用。图1-1 室内机外观2. 主要部件设计位置

主要部件设计位置见图1-2,两类空调器的主要部件设计位置基本相同,包括蒸发器、电控盒、接水盘、步进电机、导风板、贯流风扇、室内风机等。图1-2 室内机主要部件设计位置3. 制冷系统部件

室内机制冷系统部件见图1-3,两类空调器中设计相同,只有蒸发器。图1-3 室内机制冷系统部件4. 通风系统

室内机通风系统见图1-4,两类空调器通风系统使用相同形式的贯流风扇,均由带有霍尔反馈功能的PG电机驱动,贯流风扇和PG电机在两类空调器中可以相互通用。图1-4 室内机通风系统5. 辅助系统

接水盘和导风板在两类空调器的设计位置和作用相同。6. 电控系统

两类空调器的室内机主板,在控制原理方面最大的区别在于,定频空调器的室内机主板是整个电控系统的控制中心,对空调器整机进行控制,室外机不再设置电路板;变频空调器的室内机主板只是电控系统的一部分,工作时处理输入的信号,处理后传送至室外机主板,才能对空调器整机进行控制,也就是说室内机主板和室外机主板一起才能构成一套完整的电控系统。

① 室内机主板

由于两类空调器的室内机主板单元电路相似,在硬件方面有许多相同的地方。见图1-5,其中不同之处在于定频空调器室内机主板使用3个继电器为室外机压缩机、室外风机、四通阀线圈供电;变频空调器的室内机主板只使用1个继电器为室外机供电,并增加通信电路和室外机主板传递信息。图1-5 室内机主板

② 接线端子

从两类空调器接线端子上也能看出控制原理的区别,见图1-6,定频空调器的室内机和室外机连接线端子上共有5根引线,分别是零线、压缩机引线、四通阀线圈引线、室外风机引线、地线;而变频空调器则只有4根引线,分别是零线、通信线、相线、地线。图1-6 室外机接线端子二、室外机1. 外观

室外机外观见图1-7,从外观上看,两类空调器进风口、出风口、管道接口、接线端子等部件的位置和形状基本相同,没有明显的区别。图1-7 室外机外观2. 主要部件设计位置

主要部件设计位置见图1-8,室外机的主要部件如冷凝器、室外风扇(轴流风扇)、室外风机(轴流电机)、压缩机、毛细管、四通阀、电控盒的设计位置也基本相同。图1-8 室外机主要部件设计位置3. 制冷系统

在制冷系统方面,两类空调器中的冷凝器、毛细管、四通阀、单向阀和辅助毛细管等部件,设计的位置和工作原理基本相同,有些部件可以通用,见图1-9。图1-9 室外机制冷系统主要部件安装位置

两类空调器最大的区别在于压缩机,其设计位置和作用相同,但工作原理(或称为工作方式)不同,定频空调器供电为市电交流220V,由室内机主板提供,转速、制冷量、耗电量均为额定值,而变频空调器压缩机的供电由模块提供,运行时转速、制冷量、耗电量均可连续变化。4. 节流方式

节流方式见图1-10,定频空调器通常使用毛细管作为节流方式,交流变频空调器和直流变频空调器也通常使用毛细管作为节流方式,只有部分全直流变频空调器或高档空调器使用电子膨胀阀。图1-10 室外机节流方式5. 通风系统

通风系统见图1-11,两类空调器的室外机通风系统部件为室外风机和室外风扇,工作原理和外观基本相同,室外风机均使用交流220V供电,不同的地方是,定频空调器由室内机主板供电,变频空调器由室外机主板供电。图1-11 室外机通风系统6. 四通阀

两类空调器的制冷/制热模式转换部件均为四通阀,见图1-12,工作原理和设计位置相同,四通阀在两类空调器中也可以通用,四通阀线圈供电均为交流220V,不同的地方是,定频空调器由室内机主板供电,变频空调器由室外机主板供电。图1-12 室外机四通阀7. 电控系统

两类空调器硬件方面最大的区别是室外机电控系统,区别如下。

① 室外机主板和模块

见图1-13,定频空调器室外机未设置电控系统,只有压缩机电容和室外风机电容,而变频空调器则设计有复杂的电控系统,主要部件是室外机主板和模块等。图1-13 室外机电控系统

② 压缩机工作方式

压缩机工作方式见图1-14。图1-14 压缩机工作方式

定频空调器压缩机由电容直接启动运行,工作电压为交流220V、频率50Hz、转速约2900r/min。

变频空调器压缩机由模块供电,工作电压为交流30~220V、频率15~120Hz、转速1500~9000r/min。

③ 电磁干扰保护

电磁干扰保护见图1-15。

变频空调器由于模块等部件工作在开关状态,使得电路中电流谐波成分增加,降低功率因数,因此增加滤波电感等部件,定频空调器则不需要设计此类部件。图1-15 电磁干扰保护

④ 温度检测

温度检测见图1-16。

变频空调器为了对压缩机运行时进行最好的控制,设计了室外环温传感器、室外管温传感器、压缩机排气传感器,定频空调器一般没有设计此类器件(只有部分机型设置有室外管温传感器)。图1-16 温度检测三、硬件区别1. 通风系统

室内机均使用贯流式通风系统,室外机均使用轴流式通风系统,两类空调器相同。2. 制冷系统

均由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四大部件组成。区别是压缩机工作原理不同。3. 主要部件设计位置

两类空调器基本相同。4. 电控系统

两类空调器电控系统工作原理不同,硬件方面室内机有相同之处,最主要的区别是室外机电控系统。5. 压缩机

压缩机是定频空调器和变频空调器最根本的区别,变频空调器的室外机电控系统就是为控制变频压缩机而设计。

也可以简单地理解为,将定频空调器的压缩机换成变频压缩机,并配备与之配套的电控系统(方法是增加室外机电控系统,更换室内机主板部分元件),那么这台定频空调器就可以改称为变频空调器。第二节 变频空调器工作原理和分类一、变频空调器节电原理和工作原理1. 节电原理

最普通的交流变频空调器和典型的定频空调器相比,只是压缩机的运行方式不同,定频空调器压缩机供电由市电直接提供,电压为交流220V,频率为50Hz,理论转速为3000r/min,运行时由于阻力等原因,实际转速约为2900r/min,因此制冷量也是固定不变的。

变频空调器压缩机的供电由模块提供,模块输出的模拟三相交流电,频率可以在15~120Hz之间变化,电压可以在30~220V之间变化,因而压缩机转速可以在1500~9000r/min的范围内运行。

压缩机转速升高时,制冷量随之加大,制冷效果加快,制冷模式下房间温度迅速下降,相对应此时空调器耗电量也随之上升;当房间内温度下降到设定温度附近时,电控系统控制压缩机转速降低,制冷量下降,维持房间温度,相对应的此时耗电量也随之下降,从而达到节电的目的。2. 工作原理

图1-17为变频空调器工作原理方框图,图1-18为变频空调器工作原理实物图。图1-17 变频空调器工作原理方框图图1-18 变频空调器工作原理实物图

室内机主板CPU接收遥控器发送的设定模式和设定温度的信号,与室内环温传感器温度相比较,如达到开机条件,控制室内机主控继电器触点闭合,向室外机供电;室内机主板CPU同时根据室内管温传感器温度信号,结合内置的运行程序计算出压缩机的目标运行频率,通过通信电路传送至室外机主板CPU,室外机主板CPU再根据室外环温传感器、室外管温传感器、压缩机排气传感器、市电电压等信号,综合室内机主板CPU传送的信息,得出压缩机的实际运行频率,输出控制信号至IPM模块。

IPM模块是将直流300V转换为频率和电压均可调的三相变频装置,内含6个大功率IGBT开关管,构成三相上下桥式驱动电路,室外机主板CPU输出的控制信号使每只IGBT导通180°,且同一桥臂的两只IGBT一只导通时,另一只必须关断,否则会造成直流300V直接短路。且相邻两相的IGBT导通相位差为120°,在任意360°内都有三只IGBT开关管导通以接通三相负载。在IGBT导通与截止的过程中,输出的三相模拟交流电中带有可以变化的频率,且在一个周期内,如IGBT导通时间长而截止时间短,则输出的三相交流电的电压相对应就会升高,从而达到频率和电压均可调的目的。

IPM模块输出的三相模拟交流电,加在压缩机的三相感应电机上,压缩机运行,系统工作在制冷或制热模式。如果室内温度与设定温度的差值较大,室内机主板CPU处理后送至室外机主板CPU,输出控制信号使IPM模块内部的IGBT导通时间长而截止时间短,从而输出频率和电压均相对较高的三相模拟交流电加至压缩机,压缩机转速加快,单位制冷量也随之加大,达到快速制冷的目的;反之,当房间温度与设定温度的差值变小时,室外机主板CPU输出的控制信号,使得IPM模块输出较低的频率和电压,压缩机转速变慢,降低制冷量。二、变频空调器分类

变频空调器根据压缩机工作原理和室内风机、室外风机的供电状况可分为3种类型,即交流变频空调器、直流变频空调器、全直流变频空调器。1. 交流变频空调器

交流变频空调器见图1-19,是最早的变频空调器,也是目前市场上拥有量最大的类型,现在已经进入维修期或淘汰期。图1-19 交流变频空调器

室内风机和室外风机与普通定频空调器上相同,均为交流异步电机,由市电交流220V直接启动运行。只是压缩机转速可以变化,供电为IPM模块提供的模拟三相交流电。

制冷剂通常使用和普通定频空调器相同的R22,一般使用常见的毛细管作节流部件。2. 直流变频空调器

把普通直流电机由永磁铁组成的定子变为转子,将普通直流电机需要换向器和电刷提供电源的线圈绕组(转子)变成定子,这样省掉普通直流电机所必须的电刷,称为无刷直流电机。

使用无刷直流电机作为压缩机的空调器称为直流变频空调器,其在交流变频空调器基础上发展而来,整机的控制原理和交流变频空调器基本相同,只是在室外机电路板上增加了位置检测电路。

直流变频空调器见图1-20,室内风机和室外风机与普通定频空调器上相同,均为交流异步电机,由市电交流220V直接启动运行。图1-20 直流变频空调器

制冷剂早期机型使用R22,目前生产的机型多使用新型环保制冷剂R410A,节流部件同样使用常见且价格低廉但性能稳定的毛细管。3. 全直流变频空调器

全直流变频空调器见图1-21,目前属于高档空调器,在直流变频空调器基础上发展而来,与之相比最主要的区别是,室内风机和室外风机均使用直流无刷电机,供电为直流300V电压,而不是交流220V,同时压缩机也使用无刷直流电机。图1-21 全直流变频空调器

制冷剂通常使用新型环保的R410A,节流部件也大多使用毛细管,只有少数品牌的机型使用电子膨胀阀,或采用电子膨胀阀和毛细管相结合的方式。三、交流变频空调器和直流变频空调器异同1. 相同之处

① 制冷系统 定频空调器、交流变频空调器、直流变频空调器的工作原理和实物基本相同,区别是压缩机工作原理和内部结构不同。

② 电控系统 交流变频空调器和直流变频空调器的控制原理、单元电路、硬件实物基本相同,区别是室外机主控CPU对模块的控制原理不同(即脉冲宽度调制方式PWM或脉冲幅度调制方式PAM不同),但控制程序内置在室外机CPU或存储器之中,实物看不到。

③ 模块输出电压(此处指万用表实测电压) 交流变频空调器IPM模块输出频率和电压均可调的模拟三相交流电,频率和电压越高,压缩机转速就越快。直流变频空调器的IPM模块同样输出频率和电压均可调的模拟三相交流电,频率和电压越高,压缩机转速就越快。2. 整机不同之处

① 压缩机 交流变频空调器使用三相感应式电机,直流变频空调器使用无刷直流电机,两者的内部结构不同。

② 位置检测电路 直流变频空调器设有位置检测电路,交流变频空调器则没有。3. 交流变频空调器和直流变频空调器模块不同之处

在实际应用中,同一个型号的模块既能驱动交流变频空调器的压缩机,也能驱动直流变频空调器的压缩机,所不同的是由模块组成的控制电路板不同。驱动交流变频压缩机的模块板通过改动程序(即修改CPU或存储器的内部数据),即可驱动直流变频压缩机。模块板硬件方面有以下几种区别。

① 模块板增加位置检测电路

仙童FSBB15CH60模块,在海信KFR-28GW/39MBP交流变频空调器中,见图1-22,驱动交流变频压缩机。图1-22 海信KFR-28GW/39MBP模块板

海信KFR-33GW/25MZBP直流变频空调器中,见图1-23,基板上增加位置检测电路,驱动直流变频压缩机。图1-23 海信KFR-33GW/25MZBP模块板

② 模块板双CPU控制电路

三洋STK621-031(041)模块,在海信KFR-26GW/18BP交流变频空调器中,见图1-24,驱动交流变频压缩机。图1-24 海信KFR-26GW/18BP模块板

海信KFR-32GW/27ZBP中,见图1-25,模块板使用双CPU设计,其中一个CPU的作用是和室内机通信,采集温度信号,并驱动继电器等,另外一个CPU专门控制模块,驱动直流变频压缩机。图1-25 海信KFR-32GW/27ZBP模块板

③ 双主板双CPU设计电路

目前常用的一种设计型式设有室外机主板和模块板,见图1-26、图1-27,每块电路板上面均设计有CPU,室外机主板为主控CPU,作用是采集信号和驱动继电器等,模块板为模块驱动CPU,专门用于驱动变频模块和PFC模块。图1-26 室外机主板图1-27 模块板第二章 变频空调器通用元器件检测与维修

变频空调器在定频空调器的基础上升级而来,因此很多元器件既可以在定频空调器中使用,也可以在变频空调器中使用,本章介绍比较常见的通用元器件。第一节 主板元件一、按键1. 实物外形

按键开关使用在应急开关电路或按键电路中,挂式空调器通常只使用1个,而柜式空调器则使用多个(通常为6个左右)。

图2-1左图中按键常用在挂式空调器之中,共有4个引脚,其中2个为支撑引脚,通常直接接地;2个为开关引脚,接CPU相关引脚。图2-1 按键

图2-1右图中按键常用在柜式空调器之中,也共有4个引脚,未设支撑引脚,其中左侧2个引脚在内部相通连在一起,右侧2个引脚在内部相通连在一起,其实4个引脚也相当于2个引脚。2. 测量按键开关引脚阻值

使用万用表电阻挡,分未按压按键时和按压按键时两次测量。

① 未按压按键时测量开关引脚阻值

未按压按键时测量开关引脚阻值见图2-2。图2-2 未按压按键时测量引脚阻值

未按压按键时,引脚连接的内部触点并不相通,因此正常阻值应为无穷大;如果实测约200kΩ或更小,为按键开关漏电损坏,会引起空调器自动开机或关机的故障。对于不定时自动开关机故障,为判断故障原因可以直接将按键开关取下试机。

② 按压按键时测量开关引脚阻值。

按压按键时测量开关引脚阻值见图2-3。

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