作者：陈铁山 主编
出版社：化学工业出版社
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家电维修职业技能速成课堂·变频空调器试读：
前言
变频空调器量大面广，在使用过程中产生故障在所难免。而变频空调器维修技术人员普遍存在数量不足和维修技术不够熟练的现状，打算从事维修职业的人员很多，针对这一现象，我们将实践经验与理论知识进行强化结合，以课堂的形式将课前预备知识，维修技能技巧，课内品牌专讲、专题训练，课后实操训练四大块为重点，将复杂的理论通俗化，将繁杂的检修明了化，建立起理论知识和实际应用之间的最直观桥梁。让初学者快速入门并提高，掌握维修技能。
本书具有以下特点：
课堂内外，强化训练；
直观识图，技能速成；
职业实训，要点点拨；
按图索骥，一看就会。
值得指出的是：由于生产厂家众多，各厂家资料中所给出的电路图形符号、文字符号等不尽相同，为了便于读者结合实物维修，本书未按国家标准完全统一，敬请读者谅解！
本书由陈铁山主编，刘淑华、张新德、张新春、张利平、陈金桂、刘晔、张云坤、王光玉、王娇、刘运和、陈秋玲、刘桂华、张美兰、周志英、刘玉华、张健梅、袁文初、张冬生、王灿等也参加了部分内容的编写、翻译、排版、资料收集、整理和文字录入等工作。
由于水平所限，书中不妥之处在所难免，敬请广大读者给予批评指正。编 者第一讲 维修职业化训练预备知识课堂一 电子基础知识一、模拟电路（一）什么是模拟电路
模拟电路（英文全称Analog Circuit）是指对模拟信号进行处理、转换、传输的电子电路。“模拟”二字主要指电压（或电流）对于真实信号成比例的再现。
模拟信号是指信号的幅度随时间而变化的过程是连续的，如图1-1所示就是模拟电压信号。图1-1 模拟电压信号
我们听到的声音、看到的图像、感受到环境温度的变化等，反映出来都是这种连续的信号，都属于模拟信号。（二）模拟电路的特点
模拟电路主要具有如下特点：
①函数的取值为无限多个，因为变化是连续的。
②获取比较容易，而且信号直观形似，处理起来也比较简单，在传输模拟信号时，所占用的频带比较窄。
③当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中（信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上）。因此，模拟信号在传输过程中抗干扰能力比较差，很容易受到外界的各种噪声干扰，当干扰积累严重时甚至无法将信号与噪声分离。
④当电路对模拟信号进行加工和处理时也容易出现失真，使信号的质量变差。如模拟电视的雪花飘现象，排除干扰和减少失真的技术难度很大。（三）模拟集成电路的应用
早期在集成电路未出现以前，几乎所有的电路都属于模拟电路，例如由电子管、三极管、电阻、电容就可以组成一个模拟电路。随着科技的发展，目前多数模拟电路以集成电路元件的形式出现，称之为模拟集成电路。
模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的电路。模拟集成电路有许多，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。
模拟集成电路的基本电路包括电流源、单级放大器、滤波器、反馈电路、电流镜电路等，由它们组成的高一层次的基本电路为运算放大器、比较器，更高一层的电路有开关电容电路、锁相环、ADC/DAC等。
模拟集成电路的典型应用如图1-2所示，输入温度、湿度、光学、压电、声电等各种传感器或天线采集的外界自然信号，经过模拟电路预处理后，转为合适的数字信号输入到数字系统中；经过数字系统处理后的信号再通过模拟电路进行后处理，转换为声音、图像、无线电波等模拟信号进行输出。图1-2 模拟集成电路的典型应用框图（四）模拟集成电路的分类
模拟集成电路产品分为如下三类：（1）通用型电路。如运算放大器、相乘器、锁相环电路、有源滤波器和数→模与模→数变换等。（2）专用型电路。如音响系统、电视接收机、录像机及通信系统等专用的集成电路系列。（3）单片集成系统。如单片发射机、单片接收机等。二、数字电路（一）什么是数字电路
对数字信号进行处理、转换和传输的电子电路就称作数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。
数字信号是指信号的幅度随时间而变化的过程是间断的，或者说是离散的。如图1-3所示就是一种很典型的数字信号。图1-3 典型数字信号（二）数字电路的特点
数字电路具有如下特点：
①同时具有算术运算和逻辑运算功能。数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。
②实现简单，系统可靠。以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。
③数字信号通常是由模拟信号经过处理之后才得到的。它只有一个（有时是几个）幅度值，只存在“有”与“无”两种状态。在处理和传输数字信号时虽然也会受干扰，但容易通过电路处理将它克服掉。
④集成度高，功能实现容易。数字电路集成度高，体积小，功耗低。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）的发展，也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成，对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。
⑤复杂性大，制造集成电路的技术要求很高，在传输数字信号时所占用的频带要比传输模拟信号宽得多，使频率资源的利用率降低了。（三）数字电路的分类
按功能可将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路；按结构又可将数字电路分为分立元件电路和集成电路。
①组合逻辑电路。在任何时刻的输出，仅取决于电路此刻的输入状态，而与电路过去的状态无关，它们不具有记忆功能。常用的组合逻辑器件有加法器、译码器、数据选择器等。
②时序逻辑电路。在任何时刻的输出，不仅取决于电路此刻的输入状态，而且与电路过去的状态有关，它们具有记忆功能。
③分立元件电路。其是将独立的晶体管、电阻等元器件用导线连接起来的电路。
④集成电路。将元器件及导线制作在半导体硅片上，封装在一个壳体内，并焊出引线的电路。集成电路的集成度是不同的。课堂二 元器件预备知识一、常用电子元器件识别（一）压敏电阻识别
压敏电阻在变频空调器电路中的位置如图1-4所示。图1-4 压敏电阻识别
因为雷击或电网中其他高频用电设备的影响，电网中时常会出现短暂的较高电压的干扰。为了滤除这些干扰，压敏电阻RV501、RV502、RV503与高压放电管DSA共同构成了浪涌吸收电路。当瞬间高压引入设备时，压敏电阻会迅速导通，通过放电管将干扰放至地线。如果电源意外持续高压，也会造成RV502的导通，使经过保险管的电流迅速增大而使保险管熔断，保证后部电路不会被高压损坏。※知识链接※ ①压敏电阻较常见的故障就是短路后无法恢复和炸裂，但是炸裂开路一般情况并不影响整机的正常使用。②变频空调器电路中常使用放电管参数为3600V。用于防止雷击损坏电控电器器件。（二）大直流滤波电容识别
变频空调器电路中电解电容用作直流电源滤波，如图1-5所示。图1-5 电解电容识别
电解电容的选用根据各机型结构的限制，可使用几个相同容量的小电容并联安装于PCB上，也可使用一个独立的大容量固定于结构件中。
变频空调器使用的电解电容容值通常较高（如560μF/450V），有很强的蓄电能力，当切断电源后需过很久才能放尽，维修前必须用万用表测量P、N电压低于安全电压才可开始操作，检测方法如图1-6所示。禁止用螺丝刀（螺钉旋具）等工具短路电容正、负极强行放电。图1-6 检测电解电容（三）晶振识别
晶振全称“石英晶体振荡器”，是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到引脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体振荡器。
变频空调器电路中的晶振就是为控制芯片提供时钟振荡。如图1-7所示。图1-7 晶振识别（四）电磁继电器识别
电磁继电器在空调器中主要应用在控制电路控制继电器开断，进而控制室内、室外风扇电动机、电磁换向阀、压缩机、摆风电动机以及其他机构等。如图1-8所示为电路板上的电磁继电器。图1-8 电磁继电器识别
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
空调器中所使用的电磁继电器一般可分为三大类，即启动继电器、压力继电器和过载保护器。（五）三端稳压器识别
变频空调器电路中常用到的三端稳压器件主要有78系列集成稳压器，例如7805、7812、7815等。
如图1-9所示，当7805前端输入8～35V DC时，其输出一定稳定5V电。图1-9 三端稳压器（六）抗干扰磁环识别
变频空调器通信线通常为带屏蔽的电缆，并在电缆内机侧加上抗干扰磁环，增加抗干扰能力。如图1-10所示。图1-10 抗干扰磁环※知识链接※ 抗干扰磁环损坏，将造成变频空调器通信异常故障。（七）交流接触器识别
交流接触器是一种利用电磁吸力使电路接通和断开的一种自动控制器，如图1-11所示。图1-11 交流接触器识别
交流接触器是一种用途广泛的开关控制元件，主要由铁芯、线圈和触点组成。空调上用交流接触器主要用于控制压缩机的启停。二、专用电子元器件识别（一）整流桥
1.整流桥识别
整流桥是将数个（两个或四个）整流二极管封在一起组成的桥式整流器件，如图1-12所示。图1-12 整流桥识别
2.整流桥电路功能
整流桥的主要作用是把交流电转换为直流电，也就是整流，因此得名整流桥。整流桥一般用在全波整流电路中。
整流桥分全桥和半桥，全桥是将连接好的桥式整流电路的四个二极管封在一起。半桥是将两个二极管桥式整流的一半封在一起，用两个半桥可组成一个桥式整流电路，一个半桥也可以组成变压器带中心抽头的全波整流电路。
3.整流桥的检测
当整流桥后半部电路发生短路，或者整流桥长期散热接触不可靠，可能会发生内部二极管短路或断路的故障。使用万用表二极管挡测试各管的正向导通电压即可判断。
检测方法如图1-13所示，将万用表调至二极管挡，分别对整流桥内的四个二极管（D1、D2、D3、D4）进行测量。图1-13 检测整流桥操作方法示意图（二）光耦
1.光耦识别
光耦全称“光电耦合器”，在电路中用字母符号“TLP”表示，是以光为媒介传输电信号的一种“电→光→电”转换器件，如图1-14所示。图1-14 光耦识别
2.光耦电路功能
光耦是将红外光发射器件和红外光接收器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
变频空调器电路中，利用光电输出脉冲处理信号，用于控制空调室内机主基板和室外机主基板之间的线路信号传输。
3.光耦的检测
判断光耦的好坏，可在路测量其内部二极管和三极管的正反向电阻来确定。主要可通过以下三种方法检测。（1）数字万用表检测法 检测方法如图1-15所示：将数字万用表置于NPN挡，光耦内接二极管的+端1脚和-端2脚分别插入数字万用表的HFE的c、e插孔内，光耦内接光电三极管c极5脚接指针式万用表的黑表笔，e极4脚接红表笔，并将指针式万用表拨在“R×1k”挡。这样就能通过指针式万用表指针的偏转角度（实际上是光电流的变化）来判断光耦的情况。指针向右偏转角度越大，说明光耦的光电转换效率越高，即传输比越高，反之越低；若表针不动，则说明光耦已损坏。图1-15 数字万用表检测光耦示意图（2）光电效应判断法 检测方法如图1-16所示：将万用表置于“R×1k”电阻挡，两表笔分别接在光耦的输出端4、5脚，用一节1.5V的电池与一只50～100Ω的电阻串接，此时观察接在输出端万用表的指针偏转情况。若指针摆动，则说明光耦正常，若指针无摆动，则说明光耦已损坏。测量中，万用表指针摆动偏转角度越大，表明光电转换灵敏度越高。图1-16 光电效应判断法示意图（3）比较法 拆下怀疑有问题的光耦，用万用表测量其内部二极管、三极管的正反向电阻值，与好的光耦对应脚的测量值进行比较，若阻值相差较大，则说明光耦已损坏。（三）电抗器
1.电抗器识别
电抗器在电路中用字母符号“L”表示，结构类似变压器，是由铁芯和绝缘漆包线组成的，该部件固定在室外机底盘上，如图1-17所示。图1-17 电抗器识别
2.电抗器电路功能
电抗器主要用于变频空调器的电源直流电路中。在电路输入端加入电抗器，利用其感性补偿电容容性对电路造成的影响，最终降低整个系统对电网的谐波干扰。
3.电抗器的检测
若电抗器损坏，机器主要表现为外机噪声大、保险丝熔断、通电跳闸等故障现象。可按以下方法进行检测：
①检查电抗器外表是否锈蚀或者破损，线束任一端与壳体是否相连对地短路。因电抗器磁芯材料为硅钢片，并且正常工作时也有较高的温升，在潮湿的环境长期使用后易出现锈蚀、硅钢片连接焊缝断开、线圈绝缘漆受损与磁芯短路、噪声增大等故障。
②用高精度万用表测量电抗器两端直流电阻及绕组电阻阻值是否正常，即可加以判断。检测电抗器的方法如图1-18所示。图1-18 检测电抗器（四）感温传感器
1.感温传感器识别
感温传感器主要由负温度系数的热敏电阻组成（即PTC），当流过它的电流较大时，其阻值较小，当流过它的电流较小时，其阻值急剧增大，PTC消耗功率加大，器件会发热。当温度变化时，热敏电阻阻值也发生变化，温度升高，电阻值减少；温度降低，电阻值增大。
2.感温传感器种类
变频空调器感温传感器主要装有室内环境感温传感器、室内盘管感温传感器、室外环境感温传感器、室外盘管感温传感器、压缩机排气感温传感器。感温传感器在空调器中的位置不同，作用也略有不同。（1）室内环境感温传感器 室内环境感温传感器如图1-19所示，安装于室内蒸发器进风口，由塑料件支撑，可用来检测室内环境温度是否达到设定值。图1-19 室内环境及盘管感温传感器
室内环境感温传感器的作用：
①制热或制冷时用于自动控制室内温度；
②制热时用于控制辅助电加热器工作。（2）室内盘管感温传感器 室内盘管感温传感器安装在室内蒸发器管道上，外面用金属管包装，它直接与管道相接触，所测量的温度相近制冷系统的温度。室内盘管感温传感器如图1-19所示。
室内盘管感温传感器的作用：
①冬季制热时用来作防冷风控制；
②夏季制冷时用来进行过冷控制（防止系统制冷剂不足或室内蒸发器结霜）；
③与单片机配合实现故障自诊断（各传感器均有此功能）；
④用于控制室内风机的速度；
⑤在制热时辅助用于室外机除霜。（3）室外环境感温传感器 室外环境感温传感器安装在室外机散热器上，由塑料件支撑，用来检测室外环境温度，如图1-20所示。图1-20 室外环境感温传感器安装位置
室外环境感温传感器的作用：
①室外温度过低或过高时系统自动保护；
②制冷或制热时用于控制室外风机速度。（4）室外盘管感温传感器 室外盘管感温传感器安装在室外机散热器上，用金属管包装，用来检测室外管道温度，如图1-21所示。图1-21 室外盘管感温传感器安装位置
室外盘管感温传感器的作用：
①制热时用于室外机除霜；
②制冷或制热时用于过热保护或防冻结保护。（5）压缩机排气感温传感器压缩机排气感温传感器安装在室外压缩机排气管上，用金属管包装，如图1-22所示。图1-22 压缩机排气感温传感器安装位置
压缩机排气感温传感器的作用：
①在压缩机排气管温度过高时系统自动进行保护；
②在变频空调器中用于控制电子膨胀阀开启度以及压缩机运转频率的升降。
3.感温传感器的检测
检查感温传感器是否异常时，首先应检测其常温阻值与正常值是否相符，是否存在阻值偏小的情况。然后可将感温传感器用手握住升温，看阻值是否变小，如果阻值不变或始终显示一个极大电阻值或极小电阻值或者阻值异常，说明感温传感器已损坏。
同时应将各重要温度点下的阻值（至少两点：常温、热水中）与正常阻值表对应，看是否一致。
如果以上问题皆不存在，则为外机板检测电路等问题，可直接更换外机板来排除故障。（五）室内PG电动机
1.室内PG电动机识别
在普及型变频空调中，室内风扇电动机一般都采用PG电动机，PG电动机是一种带有霍尔元件的电动机，如图1-23所示。霍尔元件被安装在电动机的内部，正常时风机每转一周，霍尔元件输出一个或几个脉冲信号。图1-23 室内PG电动机识别
当风扇电动机转速高时，其输出脉冲信号频率高：当风扇电动机转速低时，其输出脉冲信号频率低。输出的脉冲信号被单片机采集，然后通过调整晶闸管的导通角从而调整PG电动机的工作电压，实现风速的自动控制。
2.PG电动机的检测
变频空调PG电动机的故障表现及检测方法如下：（1）风机转速慢
①首先确定是绕组短路还是风机电容容量减少引起的，可测量其运行电流是否正常。
②若电流小于额定值，则为电容容量减少的原因。
③若电流大于额定值，则为绕组短路。（2）不运行，并显示室内风机故障代码
①首先将电动机拆下通电，观察是否运转。
②若正常运转，则为安装问题。
③若不运转，且有电流声，则为轴承损坏（前提是电容正常）。
④用万用表测量任意两线之间的阻值，若为无穷大，则说明绕组开路。（3）能正常运行，但过一段时间显示室内风机故障代码 可用手转动贯流风扇，如霍尔反馈输出端电压一直无变化（正常应为5V或0V），则说明电动机内部霍尔元件损坏。（4）运转声音异常 可将电动机拆下单独通电试机，如运转声音异常，则说明缺油或轴承损坏。※知识链接※ 更换新的PG电动机，最好换用同型号电动机，若无同型号电动机更换时，应购买功率、轴长、运行方向（正转还是反转）、转轴（用来固定风扇方式）、电动机固定方式等主要指标均相同的电动机，同时电容应与电动机相匹配。在装配霍尔反馈元件时，注意插座上的三根线VCC、Vout和GND的顺序应与电脑板上的顺序完全一致。若不一致，则需按电脑板的顺序跳线，否则易烧坏霍尔反馈元件。（六）电子膨胀阀
1.电子膨胀阀识别
电子膨胀阀可以满足不同种工质的应用，它适用于变频空调器以及一台室外机带动多台室内机的空调器中。高端变频空调器一般采用电子膨胀阀，而不使用毛细管。
电子膨胀阀由本体部、线圈部构成，驱动方式为永久磁体型步进电动机直动式，其内部结构及外观如图1-24所示。图1-24 电子膨胀阀识别
2.电子膨胀阀内部结构原理
电子膨胀阀是由电子电路进行控制的，即：根据对过热度或进出口空气的温差、回风温度及其设定值等多项参数的检测和数据采集，经单片机处理后，发出指令，控制电子膨胀阀的开启度，以满足系统负荷的要求。电子膨胀阀的内部结构原理如图1-25所示。图1-25 电子膨胀阀控制原理图
当微电脑发出运转信号，控制电路的脉冲电压按一定的逻辑顺序输入到电子膨胀阀电动机各相线圈上时，电动机转子受磁力矩作用产生旋转运动，通过减速齿轮组传递动力，并通过传递机构，带动阀针做直线移动，改变阀口开启大小，从而自动调节工质流量，使制冷系统保持最佳状态。※知识链接※ 3D直流变频空调器电子膨胀阀的开启角度是和压缩机的转速同步改变的，使制冷系统处于最佳的匹配状态，达到真正的高效节能。
3.电子膨胀阀的检测
变频空调器电子膨胀阀的检测方法如下：
①正常的电子膨胀阀在插电后有“咯嗒”的响声。若没有响声，或在制冷时膨胀阀在压缩机工作后便开始结霜，则应检测其线圈及供电是否正常（12V脉冲电）。
②若电压正常，则说明电脑板正常，若此时膨胀阀内无声音，则是膨胀阀不良，这时先测量电子膨胀阀线圈直流电阻。以三花五线Q12-GL-01型电子膨胀阀为例，该型线圈的等效电路图如图1-26所示。正常时，用万用表测得1端与2、3、4、5端的电阻分别为47.1Ω、47.0Ω、47.0Ω和46.3Ω；2端与3、4端的电阻分别为94.4Ω、93.4Ω。由此可见，1端与其他线圈端的阻值均在47Ω左右，这说明1端为公共端，其他4根线为线圈端，即共用一个公共端。如测得引线之间电阻为无穷大，则说明线圈开路；如果阻值过小，则说明线圈短路，均需要更换。图1-26 检测三花五线Q12-GL-01型电子膨胀阀
③若膨胀阀线圈直流电阻正常，则可能是阀体内脏堵，可用高压气体进行吹洗。
④在断电时电子膨胀阀应复位，这时可通过听声音或感觉是否振动来判定阀针是否有问题。在关机状态下，阀芯一般处在最大开度，此时断开线圈引线，然后开机运行，如果此时制冷剂无法通过，可以判定阀针卡死。正常情况下，用手摸电子膨胀阀的两端，进口处是温的，出口处是凉的。（七）IPM模块
1.IPM模块识别
IPM英文全称“Intelligent Power Module”，即智能功率模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内部集成有过电压、过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。
IPM是变频空调器的核心部件，给变频压缩机输出U、V、W三相电流，并控制压缩机的转速。其外形如图1-27所示。图1-27 IPM识别
2.IPM结构原理
交流变频空调器上通常采用6个IGBT构成上下桥式驱动电路，在实际应用中，多采用IPM智能功率模块加上外围的电路（如开关电源电路）组成，完成直流到交流的逆变过程，用于驱动变频压缩机运转的逆变桥及其外围电路。
IPM内部结构如图1-28所示，内部包括驱动IC和6个IGBT。IPM是一种智能的功率模块，它将IGBT连同其驱动电路和多种保护电路封装在同一模块内，从而简化了设计，提高了整个系统的可靠性。图1-28 IPM内部电路结构
3.IPM模块的检测
IPM模块故障通常可分为驱动IC损坏和IGBT损坏，如某一路IGBT发生损坏，可以直接通过万用表二极管挡检测，正向应无导通，反向应有二极管管压降。IPM模块检测方法如图1-29所示。图1-29 检测IPM模块三种方法操作示意图
也可用电阻挡分别测P、N到U、V、W三相的电阻是否正常来加以判断（正常阻值应为380～450Ω之间）。还可用三只同型号的灯泡测试，观察IPM模块是否正常。（八）变频压缩机
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]