随同低碳、节能、环保的推动与新能效规范的运行,如今变频空调中大少数的内、外风机都经常使用直流变频电机,而直流外风机中经常出现的有五线直流电机和三线直流电机,本文重要探讨疑问率相对偏高的五线直流电机的原理、外接启动变革与典型疑问检修。
1、交流风机与直流风机有什么区别
早期的变频空调特意是能效相对较低的空调,室外热替换器普通用交流风机,如此能节俭制造本钱,但耗电量相对较大些。因交流风机重要经常使用交流电机来驱动,而交流电机的转子镶嵌了线圈,因此运转时会发生必需热量,所以能效相对较低,很难达成与冷量对应的转速调理婚配;而全直流变频空调外风机重要经常使用直流无刷电机,由于用永磁转子,经过电控技术测试转子中央启动驱动,运转效率高、运转温度相对较低,还会随同制冷量的变动实时调整运转速度以顺应并婚配冷凝温度要求,比拟节能,这也是是如今高能效比空调主推的。
2、五线与三线直流外风机有什么区别
如今的全直流变频空调所有经常使用直流外风机。而直流外风机中早期重要经常使用本钱更高的五线直流无刷电机,前期经常使用本钱更低的三线直流无刷电机。五线与三线直流电机最大有什么区别是五线直流电机和管理电机的电控板做成一体,也就是电控板安放于电机外部,如图1所示;三线直流电机外部仅有线圈没任何的电控板,把管理局部做到外机的电控板中,经过逆变后输入U、V、W三相交流电流来驱动外风机运转,如图2所示。
五线与三线直流无刷电机,一个是电控板内置,另一个是外设,经过近些年的检修发现:由于五线直流电机电控板藏于电机内,受外环境温度、湿度、电机运转时热量的常年影响,以至外风机中因电控板元件高温老化、失效损毁的状况较多。市面五线外直流电机迥然不同,普通大少数修缮职员都会直接改换整个直流电机,修缮本钱较高。经过本文的引见,学会其原理,基本都可以拆开启动元件级修缮,如此可大大缩小修缮本钱。
3、五线直流外风机的上班原理 空调功率计算电流
上方以某3HP全直流变频空调为例启动其原理剖析。该机经常使用了大洋电机消费的室外热替换器直流无刷电机。
1.铭牌识读
铭牌是反映器件重要参数的要紧标识,如图3所示,比如铭牌中显示DC310V,说明该电机需用直流电,AC220V全波整流及滤波后是DC310V,是直流电机的标识;80W重要指直流电机的电功率;850rpm示意该直流电机额外转速;8P示意该电机经常使用8极的磁极数;B示意该直流电机的绝缘耐热温度为130°C。
IP44标识:IP示意特点字母,“国际防护”的缩写;44示意4级防固体,4级防水;ROT示意转子的旋转方向。直流电机铭牌中还有接线标识图,如图4所示。以该机为例,Vm:白色线,重要用于驱动模块+310V供电;GND:彩色线,接地,Vm和Vcc都共此地;Vcc:白色线,重要用于电控板、模块+15V供电;Vsp:黄色线,是调速管理;FG:蓝色线,是反应脉冲输入。
2.电机管理板电路图
由于该直流无刷电机经常使用内置电控板设计,为了与同行介绍其上班原理,笔者装配了一台大洋电机消费的编号为EAU60884104 的室外热替换器直流无刷电机,电控板经常使用双面走线,器件密集,实绘管理原理图如图5所示,方便大伙检修该类电机参考。
3.内置电控板重要器件引见
电机管理IC,罗姆公司制作的芯片。
1)该芯片上班电压是+15V,其3脚为供电端,①脚接地;
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2)芯片经过15、17、19脚输入三路霍尔传感器电路信号;
3)芯片的6~11脚输入六路驱动脉冲;
4)直流电机的调速管理是Vsp端,经过芯片的14脚管理;
5)芯片的13脚输入转速反应脉冲给外机板CPU;
6)芯片的④脚为疑问输入管理引脚;
7)该芯片经过③脚输入+15V电压后,在其外部发生一个+5V的基准电压,该电压供应霍尔传感器,与中心要求+5V电源的电路用。
SLA6868M是直流电机驱动模块,系三垦半导体公司制作的,其外部框图如图6所示,中心电路如图5所示。
1)该模块供电分为高压和高压供电,高压供电主假设+310V经过10脚给外部上桥的3只功率驱动管提供电压;高压供电是指该芯片要上班还要求+15V的电压,以保证芯片外部的各配置模块反常上班,上桥供电经过④脚引入,下桥经过23脚供应。
2)该模块①~③脚接了自举电容C15~C17,而自举二极管则是模块内置的,经过三路自举电容确保上桥功率管在上桥时能反常上班。
3)模块的⑦~⑨脚是上桥的三路驱动脉冲输入,而18~20脚则是下桥的三路驱动脉冲输入。
4)模块的24、12、11脚是驱动直流电机的U、V、W三相交流电流输入。
5)模块的22脚是过热过流疑问输入引脚,反常状况下22脚是高电平,有疑问时变为低电平。
6)该模块输入最大电流为2.5A.
霍尔传感器
该直流电机经常使用3路霍尔传感器来测试转子中央,与反应转速脉冲给CPU。传感器上班电压是+5V,经过数据脚把传感器采集的脉冲信号送入15、17、19脚。该传感器意外大略以至电机转动时振动大、不转甚至失速现象。
4.直流电机管理原理
直流电机升频和降频转速管理原理
变频空调上电开机,夏天时开启制冷形式,室内、外机直流电机运转,紧缩机也启动。由于刚开机室内温度距离调理温度的温差比拟大,紧缩机开局升频,制冷质变大,此时室外热替换器风机转速也要从低变高,重要经过外机板的CPU送出占空比更小的PWM脉冲转为模拟量后,送入到外直流电机的Vsp端口。Vsp端口电压在1.5V~5V之间,高速时此电压相应为高,低速时变低。紧缩机处于高速某频点时,实测BD6204FS芯片14脚电压为4.9V左右,经过外部电路运算,从6~11脚送出六路驱动脉冲至直流电机驱动模块SLA6868M的⑦~⑨和18~20脚,经模块处置后,依据必需的时序来管理该模块内的六颗驱动功率管,从而在24、12、11脚输入U、V.W可调的三相电流以管理紧缩机转速。当六路驱动脉冲占空比拟小时,U、V、W输入电流较大,电压较高,紧缩机转速快。反之,假设房间温度比拟凑近设定温度值时,紧缩机则会降频,转速变慢,制冷质变小,此时外直流风机转速也会同步缩小,其达成环节如下:
外机板的CPU送出管理风速的Vsp电压变低,则实测在低频某频点运转时BD6204FS芯片的14脚电压为3V,经过运算从6~11脚送出占空比拟大的六路驱动脉冲送至直流电机驱动模块SLA6868M的⑦~⑨和18~20脚,经外部时序及六颗驱动功率管管理后在24、12、11脚输入U、V、W三相交流电流以管理紧缩机低频段运转。
自举升压电路原理
如图6所示,为了防止上桥的驱动功率管得电后,由于+310V 电压至U、V、W后因比功率管栅极电压高,以至上桥功率管进入到截止状况,所以在上桥设置了自举升压电路,重要经过外设的C15~C17三颗电容,与模块外部自带的三颗二极管、限流电阻来组成。经过自举电路贬斥功率管栅极电压,使整个模块能反常上班。假设自举电容因一般容量有衰减则会以至外直流风机运转时振动大,而无容量时则发生外风机不运转的状况,因转速返馈FG无脉冲送回外机板CPU,所以空调会报风机疑问代码。
转速反应原理
当直流电机运转时,经过电机内置电控板中的三颗霍尔传感器测试转子中央消息,并送入BD6204FS芯片的15、17、19脚,处置后从13脚送出方波脉冲,经电阻R14、三极管Q1加大、倒相后,再经电阻R1限流送FG脉冲给外机的CPU,外机CPU依据接纳到方波脉冲的周期,获取脉冲的频率,算出转速。从而,可依据实时的转速对Vsp电压作出相应的调整,以达成转速的升高、缩小,并稳固速度。
经过转速反应方波脉冲还让外机的CPU得悉外风机是不是在运转,假设因器件、线路疑问以至延续三次没测试到反应信号也会让空调报风机转速意外疑问码或外机停机,如此能有效防止造成更大的疑问。比如空调正在运转,由于外风机意外以至停转,此时假设没包全程序紧缩机仍会继续运转,由于外风机不上班,就会使冷凝重压、温度突然变高,从而对紧缩机、系统管路等造成影响,此时,假设外风机包全就能使外机停机从而有效包全空调。
模块包全原理
1)BD6204FS包全原理
该直流电机带有内置的温度包全配置:电路板中装置了一颗NTC,用于测试电控板或许电机外部的温度,在常温下测量其阻值为9kΩ/28°C。假设因直流电机负荷变重,都会以至直流电机温升变高,为了包全电机防止更紧急的损毁,此时NTC测试温度变高,其阻值变小,经过电阻R36分压后,BD6204FS芯片的④脚电压变高,经过实质测量当NTC测试直流电机外部到达75C左右时,NTC阻值为1.5kΩ,BD6204FS的④脚电压为3.8V,且芯片不再收回六路PWM脉冲信号,进入包全形式,如此驱动模块SLA6868M由于没六路驱动信号的输入,从而也没U、V、W三相交流电流输入,直流电机则中止运转达成自我包全。
2)SLA6868M包全原理
该模块设置了过流、限流的外部采样包全电路。当直流电机因定子线圈损毁。轴承卡滞、三路自举电压意外、模块自己过流等,都会触发其外部过流采样、过流测试电路上班,此时就会把模块在反常时2脚的高电平拉为低电平,达成模块自己配件包全,中止发送六路PWM驱动脉冲给六颗功率管,电机停转。
本模块没在下桥臂功率管的源极与地之直接电流采样电阻,而是直接接地,由于它曾经把采样电阻搁置在模块内的过流、限流包全电路中,所以外设中没采样电阻。
4、变频空调改定频空调中五线直流电机外接启动变革
假设遇见变频空调紧缩机损毁,由于紧缩机型号老旧很难找到齐全相反的变频紧缩机,而用户又不想装置新空调,就提出是否换用定频紧缩机的战略,如遇见外风机是直流变频电机的状况总是大少数的徒弟会一筹莫展,不予接单。其实整个变革并不复杂,上方笔者联合多台由变频改定频的状况与同行介绍。
第一,找到同匹数的紧缩机,以确保相当的制冷量;第二,把内机的管理板改换为定频板,假设遇见内机也是直流电机的也用上方方法启动变革;而后,置办一台100W左右的开关电源,要求有+310V、+15V和+5V输入,或许自己做一个驱动风机电源,区分接到外直流电机上,并置于最大转速状况,如此热替换才干特意好,而电机输入的FG霍尔传感器脉冲线空置就好,L、N上电后风机就运转,变革比拟方便。接外直流电机后接线图如图8所示。
5、五线直流电机经常出现疑问检修
为了给同行更多参考、自创的价值,本文案例中去掉了空调品牌及机型,防止同行僵硬套入,堕入狭窄的修缮,思想,如此未来遇见疑问就能举-反三,灵敏运行。
例1:一台3HP全直流变频空调,外机不上班,显示外,风机疑问码。**检修,上电开机,内机上班,外机- 直没运转,内机液晶面板显示外风机疑问代码。第一,装配室外机外壳,用手转动外风机顺畅,没卡滞现象,说明室外直流风机疑问并不是机械疑问以至。而后上电开机,外机的电子收缩阀处听见有“哒哒、哒哒”自检复位举措声响,但紧缩机和外,风机依然没任何反响。用万用表测量外机板及外风机供电电压+310V、+12V、+15V、+5V、+3.3V,都反常。把万用表调理至直流电压挡,黑表笔接直流风机与外机板接插口的地,红表笔接转速反应端,并用电池或万用表给调速供应+3V电压,用手转动直流外风机,万用表指针没反响,反常状况下应该在oV~14.9V之间跳变,因此预计是外直流电机疑问。
断电拿下外风机扇叶,取出直流外风机后启动装配,目测电机内的电控板没损毁痕迹。给电控板Vcc供+15V、Vsp供+3.0V电压,当用手转动转子时用万用表的直流电压挡测量BD6204FS的③脚,电压在0V~4.79V之间动摇,但当测量FG反应脉冲时没电压。细查后发现贴片三极管Q1的集电极与发射极已击穿短路,从而以至+15V电压经电阻R2到地,所以R1电阻与FG的测试不时为低电平。用NPN型贴片三极管改换Q1后疑问扫除。
例2:一台3HP全直流变频空调,外风机转速慢,噪声大,制冷功效差。**检修,上电开机,正值夏天制冷形式功效不太现实。测量该机运转时R410a冷媒高压侧运转重压为13.8bar, 显著比反常的7.5bar~11bar重压高。该机用到当天不时没修缮过,假设天气太热还发生运转约20分钟左右就会停机并报疑问码。高压侧运转重压变矮小概是热替换才干变差所致。经过观察,发现外机热替换器翅片上有少许粉尘,影响不大,但外风机转速比拟慢,而且收回比拟尖利的金属摩擦声。测量外直流电机的Vm、Vcc( +15V)电压,反常。经过按遥控器调理温度,也能听见紧缩机升降频声响,Vsp调速电压也有变动,说明外机电控板没疑问,疑问应该在外直流电机。
拆下外风机扇叶和直流电机,用手摇转子能发生径向位移,说明外部无机械损毁,拆开电机后发现轴承曾经紧急损毁,如图9所示。
用三爪拉卸器撤除损毁的轴承,并用两个规格为6201Z的轴承依据规范装置后疑问扫除。此时外直流风机转速反常,紧缩机中高频运转时量测高压并重压为10.5bar,空调制冷复原反常,而且运转颠簸,噪声十分低。
例3:一台3HP全直流变频空调,外风机转速慢,有烧焦味,开机运转5分钟后报疑问码。**检修,上电开机,空调制冷功效不太现实,此时外风机转速比拟慢,而且几分钟后还闻到烧焦味,约5分钟左右就包全停机。测量外机电控板供应直流风机的+310V、+15V电压,反常。应该是外直流电机有疑问。
装配外直流电机,发现外壳十分烫,而且有烧焦的气息。拆解直流电机后目测没发现定子线圈有烧焦、烧煳的征兆,于是给外风机Vm供+310V电压、Vcc供+15V电压、Vsp供+3V电压,发现电机能运转,但几分钟后又收回烧焦味,说明定子线圈应该有短路现象。又过了几分钟后,电机中止运转,用万用表测量驱动模块SLA6868M的22脚为低电平,显著不反常,反常时应该为高电平,说明SLA6868M因过流而包全了。 百乐热水器售后服务电话
反常时,电机定子绕组U、V、W之间应该有582的阻值,结果因U相有短路现象,以至U-V与U-W间阻值仅为7Ω。重绕线圈后疑问扫除。假设改换整个电机确实短期内不好找且老本也比拟高。
例4:一台3HP全直流变频空调,外风机一启动就中止,并报疑问码。**检修,上电开机,内机运转反常,但外风机一启动就中止运转,之后在内机面板上报疑问码。断电后,第三上电开机,并用万用表测量供应外风机的+310V、+15V电压,反常,观察外风机启动瞬间从外机板CPU送来的Vsp调速信号电压为+3.1V,说明外机板基本反常,疑问应该在外风机。
装配外直流风机后,目测定子线圈、电控板没烧焦损毁征兆。为Vm、Vcc、Vsp供电,外风机转子也是在上电瞬间转了一下就停了 。此时测量SLA6868M的22脚曾经由高电平变为低电平,且三路自举电容端有-路电压仅为10.3V,显著不反常,反常应该在13.5V~16.5V之间。细查后发现是W相的自举升压电容C15无容量,如图10所示,以至其中六路驱动功率管上桥臂中的一颗未上班造成电机不运转,电流变大,从而触发了包全电路启动包全停机。换用同规格的电容后疑问扫除。
例5:一台3HP全直流变频空调,外风机不上班,并报疑问码。**检修,制冷形式时,该机的启动顺序是,开机后内机上班,内机继电器闭合送电到外机,小电流供应外机开关电源,从而使CPU等得电上班,并经过反相器使外机大电流供电继电器上班。外风机先上班10秒左右紧缩机开局低频启动运转,如此就能确保只要外风机反常运转状况下紧缩机启动。假设外机板没接纳到反应的霍尔传感器脉冲信号,就不会启动紧缩机,同时还会报疑问码。当然,笔者也遇见过一些变频空调如定频空调一样,紧缩机与外风机同步运转的状况,此处就不再逐一叙说 。
本例中,在刚开机时期,量测调速Vsp电压为+3.2V,10秒左右隐没,在这10秒内测量BD6204FS芯片有六路PWM信号输入,而且SLA6868M也有六路脉冲输入,说明PWM没疑问。测量SLA6868M的22脚为高电平,没进入包全形式,三路自举升压电容有+15.2V电压,但24、12、11脚没U、V、W三路交流电流输入。断电后测量24、12、11脚与地之间的阻值,与与Vm的正反向电阻均反常。查驱动模块中心电路及元件,未见意外,预计驱动模块SLA6868M,外部疑问,换新SLA6868M后,疑问扫除。
揭示:1.为了优化五线直流外风机的耐用度,必要求维持好室外热替换器的翅片通风好,经过外风机的上班,擦过翅片的气流来给室外电机散热,假设其翅片紧急脏堵外风机人造就温度高,减速其外部的电控板器件老化与损毁。
2. 直流外风机装配修缮后必要求做好接口的密封上班,防止雨水渗入以至损毁外部电控板与减速轴承的磨损。
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