变频冰箱工作原理及常见故障检修方法(上)

□杜德云

变频冰箱是相对定频冰箱而言的，所谓变频其实就是压缩机转速是可变的，为实现压缩机电机转速的控制，采用的是变频压缩机，而要实现对压缩机的变频控制，其控制系统的功能就会更加强大和完善，但电路却更为复杂，所以市场价格相对偏高。不过，变频冰箱的制冷系统与普通冰箱基本相同，不同的是采用膨胀阀代替毛细管为制冷剂进行节流降压。

变频冰箱的压缩机采用超低频启动(软启动）技术，使启动电流比运行电流小，避免启动电流对电网的污染，同时降低了能量消耗，而普通冰箱的压缩机在启动期间，启动电流是正常运行电流的 5~15倍，此冲击大电流不仅对市电电网造成污染，而且容易造成用户家的空气开关跳闸。

变频冰箱在负荷较大、温度较高时压缩机可以高速运转，实现快速降温，而在箱体内温度接近设定值后，压缩机又低速运转，减少冰箱启停次数且降低功耗，而普通冰箱只有一种转速，不可能满负荷时高速运转，也不可能轻负荷时低速运转。

变频可通过连续调节压缩机转速，使冰箱内温度控制比较精确和稳定。

变频压缩机一般采用直流无刷电机，减小了交流异步电机造成的励磁(转子电源）损失。

_弯频冰箱妬理I

通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。目前，常见的变频方式主要有交流变频和

Frequency conversion 直流变频两种。

1.交流变频

交流变频电路主要由AC-D C变换器(整流、滤波电路}、三相逆变器、微处理器（CPU)、P W M

电路及变频压缩机构成，结构框图如图1所示。

交流电220V电压通过A C-D C变换器，变换成310V左右的直流电压，为二相逆变器提供供电，而三相逆变器在P W M电路作用下产生的 P W M脉冲，将310V直流电压又变换为交流电压。不过,P W M电路输出的P W M脉冲占空比大小是受微处理器控制，通过微处理器C P U的控制，逆变器就可为压缩机提供频率可变的交流电压，以实现压缩机转速的控制。

在变频过程中，冰箱的制冷能力与负荷相适应，安装在箱体内的温度传感器形成的温度检测信号通过微处理器运算后，产生运转频率控制信号，此信号可改变P W M电路输出P W M脉冲的占空比，进

而改变三相逆变器输出电压的频率，使变频压缩机(三相异步电机)在箱内温度高时高速运转，快速制冷，在箱内温度较低时低速运转，以维持箱内温度，从而实现了压缩机的变频控制。

2.直流变频

(1)电路分析

直流变频和交流变频的电路构成基本相同，只是三相逆变器在P W M电路产生的P W M脉冲，将310V直流电压变换却是可变的直流电压，而P W M电路输出P W M

脉冲的占空比大小同样

受微处理器(C P U)的控制，通过对C P U的控制，逆变器就可为压缩机（直流无刷电机)提供高低可变的直流电压。当电压高时电机转速快，电压低时转速慢，从而实现对压缩机转速的控制。

由于无刷电机有互为120。的三个绕组（1；_ v、u-w、v-w)，所以为使每个绕组均能有电流流过，功率模块采用了二相半桥式放大器，其中功率管Q1、Q3、Q5为高端放大器(也称上桥臂），功率管Q2、Q4、Q6为低端放大器(也称下桥臂），且功率模块中的Q1-Q6多数采用大功率复合管IGBT，并集成在一起，如图2所示。

变頻器（功率模块）

当Q1、Q4导通时,300V电压通过Q1、绕组 U、

V和Q4形成回路，导通电流从绕组U流过绕组V，流过绕组U、V的电流将产生磁场以驱动转子旋转；当Q1、Q6导通时,300V电压通过Q1、绕组U、W和Q6形成回路，导通电流从绕组U流过绕组W，流过绕组U、W的电流将产生磁场以驱动转子旋转；当Q3、Q6导通时,300V电压通过 Q3、绕组V、W和Q6形成回路，导通电流从绕组 V流过绕组W，流过绕组V、W的电流将产生磁场以驱动转子旋转；当Q3、Q2导通时,300V电压通过Q3、绕组V、U和Q2形成回路，导通电流从绕组V流过绕组U，流过绕组V、U的电流将产生磁场以驱动转子旋转；当Q5、Q2导通时,300V通

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过Q5、绕组W、U和Q2形成回路，导通电流从绕组W流过绕组U，流过绕组W、U的电流将产生磁场以驱动转子旋转;Q5、Q4导通时,300V电压通过Q5、绕组W、V和Q4形成回路，流过绕组 W、V的电流将产生磁场以驱动转子旋转。

(2) 电子换相

直流变频压缩机的电机必须设置转子位置的检测电路，否则电机是无法正常运行的。直流无刷电机转子中永久磁铁产生的磁通，会在W相线圈上产生感应信号，即可作为直流电机转子位置的检测信号，然后配合转子磁铁位置，逐次转换为直流电机定子线圈通电相，确保继续运转。

(3) 无级调速

由于使用的是直流电源，所以电机的速度需要对加在电机两端的电压进行调整，既用P W M 脉冲来调节加到电机两端的电压，而P W M脉冲占空比达到最大时，加到电机两端电压最大，电机转速最高，反之亦然，以达到无极调速的目的。

提示：P W M脉冲占空比是受微处理器CPU 输出的调速信号控制，而C P U输出的调速信号又受温度调节信号和温度传感器产生的温度检测信号控制。

g变频与H冰i电同

变频冰箱对定频冰箱电路板而言，区别的是增加了变频板及其接口电路，而主控制板需要为变频板提供驱动信号，所以要求主控制板上CPU 功能更强大。7F意图如图3所不。

Frequency conversion tim

变频时代

5H P空调压缩机回油异常故障检修实例

□张湘粵

例1: 一台5H P四面出风天井式单冷定频空调，压缩机噪声大、制冷效果差。

分析检修：上门检查，开机运行，发现出风口出风温度偏高，制冷效果相对较差。该机使用 AC380V电源，测量压缩机运行电流7.8A，而铭牌标注的额定电流为8.2A，询问业主机子安装好后没有添加过冷媒，但使用效果一年不如一年，而且压缩机噪声逐年变大。使用压力表测量其低压侧运行压力为〇.72MPa(R22冷媒），明显不正常，低压压力偏高（夏季时正常压力应该在〇.45MPa~ 0.6M P a之间），检查冷凝器表面有一些脏，使用翅片清洗剂涤尘清洗后，测量其低压侧压力为0.70M P a，说明问题还没有解决。外风机转速正常，系统检查了外机也未见有堵塞等异常。初步怀疑压缩机问题，征得业主同意拆卸压缩机，并倒转发现压缩机已经没有多少冷冻油流出，冷冻油去哪了？用氮气调至l.OMPa往系统吹，也没发现有大量冷冻油从吸气口喷出，检查系统管路也没有弯折的地方，问题在哪？现在看来唯一的问题应该在气液分离器，把气液分离器卸下后从冷媒入口处居然倒出了大

量的冷冻油，什么原因导致气液分离器聚集大量冷冻油，估计就是内部回油小孔堵塞所致。小孔堵塞导致大量冷冻油回油困难，就会使压缩机长期缺油，久而久之压缩机润滑不足、磨损加剧、零件间隙变大、密封不好，造成噪声变大、压缩机涡旋盘内密封不好，出现吸排气有泄漏，所以低压侧压力变高，高压侧压力变低现象，直接影响制冷压缩比变低，制冷效果变差的情况。

用氮气吹洗系统，更换5HP(R22冷媒)气液分离器、涡旋压缩机和过滤器，准确充注冷媒后故障排除。

提示：遇到此故障如果检查不彻底而直接更换压缩机，就会导致用不久压缩机噪声变大、制冷效果变差现象，因为压缩机回油问题压根没有解决，所以要多思考并准确判断，不能头痛医头脚痛医脚，而要有整体思维，一次性精准维修！

例2：某办公楼多台同一时期购买的5H P空调，均出现制冷效果差现象3

箱^^障^检修

1.整机不工作

该故障主要有三方面原因引起：供电线路异常；电源电路异常；微处理器电路异常。

检查电源线和电源插座是否正常，若不正常，进行检修或更换；若正常，用三用表电阻档检查该机电源插头两端阻值，若阻值为无穷大，说明电源线异常或电源变压器的初级绕组开路。

拆下电路板，测量电源变压器的初级绕组两端阻值是否正常，若正常，说明电源线开路；若阻值为无穷大，说明电源变压器的初级绕组已开路。

freq u en cy conversion tim e 若测量电源插头的阻值正常，说明电源电路或微处理器电路异常。

进一步检测电路板有无5V电压输出，若有，检查微处理器电路，若没有，说明电源电路异常，进而检查电源进线电路、桥式整流滤波电路和5V 电压形成电路元件。

若确认故障发生在微处理器电路中时，先检查微处理器的供电、复位、晶振电路是否正常，若均无故障，直接更换微处理器。

提示：电源变压器的次级绕组无交流电压输出，一般为初级绕组串联的过热保护器开路所致。m (未完待续）