空调器电气系统及其控制方式

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：空调器的电气系统主要是用于调控空调器的工作状态，以满足人们对室内空气环境的要求。空调器的电气系统常有不同的控制方式。在家用窗式和分体式空调器中，压缩机中的电动机多为单相异步电动机，而在容量较大的柜式空调器中则常用三相异步电动机。继电器在空调器的电气系统中，继电器主要用于接通或断开某一设定的供电线路或某一功能的控制电路。

空调器的电气系统主要是用于调控空调器的工作状态，以满足人们对室内空气环境的要求。它主要包括温度控制、制冷制热变换控制、保护控制、除霜控制等多种功能，并主要由电源、微电脑芯片、信号检测输入、控制输出及LED显示等部分组成。空调器的电气系统常有不同的控制方式。

图1-70 三通阀内部基本结构

1.电气系统中的主要部件

电气系统中的主要部件一般有压缩机电动机，风扇电动机、继电器、温控器、过载保护器、化霜控制器、压力控制器、遥控接收器等，它们都各用不同的功能作用。

（1）压缩机电动机

压缩机电动机主要用于驱动压缩机进行制冷循环，但它总与压缩机组装在同一个铁壳密封体中。在家用窗式和分体式空调器中，压缩机中的电动机多为单相异步电动机，而在容量较大的柜式空调器中则常用三相异步电动机。实际应用中，对电动机的性能都有一定要求，如电动机必须能够耐温、起动力矩足够大、耐冲击和振动、耐制冷剂和冷冻机油侵蚀、能够适应市网电压波动等。有关电动机的具体工况可参见本章第二节中有关压缩机的相关介绍。这里就不再多述。

（2）风扇电动机

在空调器中，风扇电动机多是微型同步电动机或步进电动机，主要用于驱动风扇叶轮，为热交换器提供一定风量，以增强热交换效果。根据实际要求，风扇电动机必须能够进行调速，这就需要采取一定措施来达到调节电动机转速的目的。在空调风扇电动机中，调整电动机转速的方法，一般是采用改变定子绕组匝数的方法来改变绕组线圈的磁通量。因此，在风扇电动机的制作生产中，总是设计一个中间绕组，然后与主要绕组串接起来，以便产生分压作用，并由转接电路控制。在不同应用要求中，可设计为高、中、低三个转速挡，也可设计为两个转速挡。

（3）继电器

在空调器的电气系统中，继电器主要用于接通或断开某一设定的供电线路或某一功能的控制电路。它有普通开关继电器和起动继电器两种类型。

1）普通开关继电器。

普通开关继电器是由绕组线圈和触头开关组成在密封塑料壳内的一种继电器。常用在控制板电路中，用于控制各功能电路的启动与停止，其实物如图1-71所示，其内部结构如图1-72所示。

图1-71 普通开关继电器实物图

在图1-72中，当RY继电器初级绕组有电流通过时，绕组线圈中便有电磁场产生，吸合动触开关，控制电路被接通；当RY继电器初级绕组断电时，动触开关断开，控制电路不工作。但在RY继电器的具体应用时，其标称值，如工作电流和工作电压应满足电路要求。维修更换时应与原规格一致。

图1-72 普通开关继电器内部结构

2）起动继电器。

起动继电器是单相异步电动机的专用部件其实物如图1-73所示，其内部结构及工作原理示意图如图1-74所示。

在图1-74中，起动继电器内部的衔铁在断电情况下，因自身的重力作用呈下垂状态，动触头与静触头分离。当刚一接通电源时，AC220V电压通过起动继电器上的线圈和压缩机内部的运行绕组构成回路，并产生很大的起动电流。此时，起动继电器线圈会产生较强的电磁场，将衔铁向上吸动，从而使动触头与静触头接通，压缩机中的起动绕组工作，压缩机的转速升高。待压缩机起动平稳工作后，通过运行绕组的工作电流下降，起动继电器绕组中的电磁力减小，衔铁被释放，动触头与静触头分离，压缩机中的起动绕组不再起作用。因此，起动继电器就主要是用于压缩机的起动工作。起动继电器有电压型和电流型两种类型，电流型起动继电器应用的比较广泛。图1-73和图1-74中所示就是电流型起动继电器。有关电压型起动继电器的基本结构及工作原理可参考普通开关继电器，这里因篇幅所限就不再多述。

图1-73 起动继电器实物图

（4）温控器

温控器是一种温度控制器，在空调器中主要是用于控制热交换器的工作情况，以实现对房间的温度进行自动调节，其实物绘制图如图1-75所示，内部基本结构如图1-76所示。温控器有波纹管式温控器、膜盒式温控器、电子式温控器等，它们的功能作用是一致的。图1-75和图1-76所示为波纹管式温控器，它多用于窗式空调器中。有关其他类型的温控器，这里因篇幅所限就不再多述。

图1-74 起动继电器内部结构及工作原理

图1-75 温控器实物绘制图

图1-76 温控器内部基本结构

（5）化霜控制器

化霜控制器是利用温度控制触头动作的一种电器开关，它主要用于热泵型空调器室外热交换器盘管的除霜控制。其实物绘制图如图1-77所示，其内部结构可参考图1-76的结构原理，但其触头开关是处于常闭状态。

图1-77 化霜控制器实物绘制图

在图1-77中，感温包在具体应用时应紧贴附在蒸发器的表面。在热泵型空调器处于冬季制热工作状态时，室外机组的热交换器是作为蒸发器来工作的，因此，其表面温度在0℃以下，故其表面极易结霜。由于化霜控制器的作用，在蒸发器表面温度达到0℃时，通过感温包会使化霜控制器内部触头开关动作，将换向阀的线圈供电电路切断，使空调器室外机组中的热交换器改为冷凝器。待其表面温度上升达到6℃左右时，又通过感温包使化霜控制器内部触头开关接通，换向阀动作，空调器又工作在制热状态。如此往复动作，便起到了除霜控制作用。在除霜过程中，室内机组中的风机不工作。

在实际应用中，化霜控制器常有波纹管式和微差压计两种类型，图1-77所示则为波纹管式化霜控制器。它主要是通过感应温差来实现控制。而微差压计除霜控制器是利用感受室外热交换器结霜前后的压差来自行控制。其控制过程与波纹管式化霜控制器的控制过程相同，这里就不再多述。

（6）压力控制器

压力控制器主要用于控制冷凝器和蒸发器内部制冷剂的压力。它有高压、低压控制器两种类型。其中高压控制器是用于监测冷凝器内部高压，应用时安装在压缩机的排气口，而低压控制器则是用于监测蒸发器内部低压，应用时安装在压缩机的进气口。高压、低压控制器通常是组装在一起。其基本结构及工作原理如图1-78所示。

在图1-78中，当压缩机输出端输出的高压制冷剂气体的压力过高时，高压控制器内部的弹簧被压缩，动触片翻转，触头开关断开，压缩机的供电电源线路被切断，压缩机停止工作，从而起到高压过高保护。当压缩机输入端的低压制冷剂气体的压力过低时，低压控制器内部的弹簧伸长，动触片翻转，触头开关断开，压缩机的供电电源被切断，从而也起到保护作用。

在实际应用中，压力控制器还有薄壳式压力控制器，其功能作用与图1-78所示的波纹管式压力控制器相同。这里不再多述。

2.电气系统的控制方式

空调器中的电气系统依不同种类的空调器常有旋钮式、键控式、遥控式三种类型的控制方式，且各有不同的功能要求及应用范围。

图1-78 波纹管式压力控制器基本结构及工作原理

（1）旋钮操作控制系统

旋钮操作控制系统多用于窗式空调器和旧式柜式空调器中。其功能主要有温度控制、制冷与制热的变换控制、除霜控制等。但目前旋钮操作的控制方式已不再使用。

（2）键控操作控制系统

键控操作控制系统主要是由微电脑控制器芯片及功能键等控制电路组成，多用于窗式空调器和柜式空调器中。但目前已不单独应用，它总与遥控电路组合在一起，共同完成各种控制功能。

（3）遥控操作控制系统

遥控操作控制系统属于自动化控制系统，是目前的主要发展方向，它可应用于窗式、柜式、分体式等各种空调器中。特别是在分体式空调器中应用的最为普遍。其典型应用电路如图1-79所示。其中，S1键用于风速选择；S2键用于定时设定；S3、S4键用于温度范围控制；S5键用于开关控制；S6键用于功能转换控制；S7用于送风方式控制；S8键用于定时解除控制。当按动某一按键时，μPD6121的⑤脚就会有相应的编码脉冲输出，经DG1驱动后由LED1红外发射管发出，被空调器的接收器接收后，空调器就会根据指令码的要求进行工作，从而实现人机对话。

在不同品牌型号空调器中，其遥控操作系统总是因所用微电脑控制器芯片型号不同而有不同的操作功能。有关更多类型遥控操作控制系统的使用功能，应具体电路具体分析，但它们的基本操作方式是相同的。

空调器电气系统及其控制方式

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