第一章 从零开始学基础
第一节 基本概念
一、变频技术
所谓变频，实际上就是改变电源频率，即将频率、电压固定的交流电源通过整流装置等转换成为直流电，再通过变频器逆变转换成为频率和电压可以根据要求变化的交流电源。其变化过程是：固定的交流电源→整流装置→直流电源→变频器→可变化的交流电源。
变频技术的核心是变频器（图1-1为家用空调器变频板外形），它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自我调节，将固定的电网频率变换为可变化的频率，同时还可以将电源电压的范围扩大。
图1-1 家用空调器变频板外形
二、无氟变频
所谓无氟变频，其实就是变频空调采用新制冷剂——R410A制冷剂。用无氟环保制冷剂R410A代替传统制冷剂的空调就称为无氟空调；无氟空调再融入直流变频技术，就是“无氟变频空调”。
新制冷剂R410A其实是两种制冷剂的混合体，R32（CH2F2/二氟甲烷）和R125（CHF2CF3/五氟乙烷）各占50%。所以说实际上R410A制冷剂中最主要的元素还是氟，只是没有氯元素而已，而传统制冷剂R22中是有氯元素的，因此R22和R410A都是有氟制冷剂。准确地讲，R410A应该叫无氯制冷剂，它不破坏臭氧，但有温室效应。R410A是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的制冷剂，并在欧美、日本等国家得到普及。
三、变频空调器的概念
变频空调器是相对于定频空调器的一个概念，简单地说，就是通过改变压缩机的转速达到准确控制室温目的的空调器。传统空调器是不断地根据温度控制指令间歇停止和起动制冷压缩机（在额定转速3000r/min下恒速运转），以维持在设定室温的范围内。变频空调器是在传统空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统，通过改变压缩机电动机的电源频率来调节压缩机电动机的转速，从而控制空调器的制冷量或制热量。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量，当室内温度达到设定值后，空调主机则以准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。
【附注】变频空调器一般为热泵型分体式空调器，微处理器、变频压缩机、节流装置是变频空调器的核心。
四、变频空调器的特点
变频空调器与普通空调器（或称定转速家用空调器）相比，主要具有以下几个特点：
1）变频空调器的主要特点之一是增加了变频器。变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调，其转速根据室内空调负荷，从而成比例地变化。当需要急速降温或急速升温时，空调负荷加大，压缩机转速加快，制冷量或制热量按比例增加，从而达到控制温度的目的。
2）变频空调器制冷系统的节流装置放弃了原有单一的毛细管而采用一种新型急开式电子膨胀阀。室外微处理器可根据设在膨胀阀进出口、压缩机中气管处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度，改变制冷剂的流量。压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应，使蒸发器的能力得到最大限度的发挥。
3）变频空调器的变频技术已从交流式向直流式转化，控制技术由脉冲宽度调制（PWM）发展为脉冲振幅调制（PAM）。采用PWM方式的压缩机转速受到上限转速的限制，一般不超过7000r/min，而采用PAM方式的压缩机转速可提高到PWM方式的1.5倍左右，这样大大提高了制冷和低温下的制冷能力。
4）保持舒适的室温。普通空调器采用压缩机时停时转的方式来维持设定温度，很难保持稳定的室温；而变频空调器则能准确地维持所设定的温度，不会造成忽冷忽热的现象。
5）制冷（制热）速度快。变频空调器可自动控制压缩机转速，制冷（制热）速度迅速加快，从起动到设定温度的时间比普通空调器节省30%～60%。
6）节能、省电、耐用。普通空调器每次起动压缩机，需用正常功耗的5～8倍，反复起动的耗电量大；而变频空调器能以低速运转保持恒温，从而避免频繁开关压缩机造成的电力浪费和机械损耗。
五、变频空调器与定频空调器的区别
变频空调器与定频空调器相比，主要有以下几方面的区别：
1）普通空调器的制冷量是通过改变室内风机转速或开停压缩机调节的，而变频空调器是通过改变压缩机转速实现的。
2）变频空调器运用变频技术与模糊控制技术，具有先进的记忆识别功能，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动实现快速、节能和舒适控温效果。
3）变频空调器与普通空调器的压缩机不同，普通压缩机供电频率是固定的，且单相压缩机都有运转电容，而变频压缩机都是三相结构，所以无起动电容，且机械结构也不尽相同。
定频空调器的压缩机依靠其不断地“开、停”来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。变频空调器则通过调节其压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。
4）变频空调器的室内控制电路与普通微电脑空调器控制电路差别不大（由接收电路、温控电路、电源电路、单片机外围电路等组成），主要区别在于通信电路和风扇速度控制电路。
①室内通信电路。一般空调器的通信电路采用直流和交流电压传输控制信号，而变频空调器的室内外信号通常采用串行通信方式，其信息传输量较大。
②室内风扇速度控制电路。因变频空调器制冷量的大小与温度设定有很大关系，室内风扇电动机常采用直流电动机或交流调速电动机，风扇电动机也常采用晶闸管控制；又因变频空调器制冷量与室内风扇电动机的转速快慢有很大关系，所以也有厂家采用开关电源。
5）室外控制电路。变频空调器与普通空调器的室外控制电路有很大区别，其不同之处如下：
①室外机增加了变频器（变频器由整流器、滤波器、变频模块组成），能使压缩机的转速变化达到连续的容量控制，且压缩机的转速是与室内空调器的负荷成比例变化的。
②室外增加了主控制板。该电路板是通过将室内、外管温信号经过微电脑单片机分析判断后，去控制电子膨胀阀、电磁阀，变频模块输入口，使输入到变频压缩机的频率电压随室内温度变化。
③室外增加了温度检测点。由于变频空调器采用了电子膨胀阀控制系统的供液量，所以电子膨胀阀开启度须根据压缩机回气管温度和排气管温度进行控制，为此增加了温度检测点。
④室外增加了电子元器件。由于变频空调器采用了电子膨胀阀取代毛细管节流，所以元器件有所增加；同时在除霜中增加了电磁旁通阀，所以除霜时制冷剂不经过室内机。
定频空调器几乎全部采用毛细管节流，在除霜方式下四通阀需要换向，在转换过程中需要多耗电能；而变频空调器采用电子膨胀阀节流元器件，在化霜时不停机。它利用压缩机排气时的热量先向室内供热（余下的热量输送到室外机），将换热器翅片上的霜融化掉。
六、直流变频空调器
直流变频空调器也可以称为全直流变速空调器，是指采用直流变频控制系统以及相应的直流变频压缩机的空调器。直流变频空调器采用直流数字变转速压缩机，只经过一次电压转换，同直流电动机类似，去掉了电路中的直流损耗，故相对于交流变频，直流变频在节能、控温以及运转稳定方面均表现出众，所以在产品性能上也就优于交流变频。
七、交流变频空调器
交流变频空调器就是通过变频器先进行交流到直流的变换，再通过变频器进行直流到交流的变换，从而控制交流电动机的转速。交流变频空调器采用交流变频压缩机，两次调节电压转换，因为相对于定频压缩机，没有了起动电容，故电路损耗降低，从而达到省电的目的。
交流变频器用的大多是三相电动机，不是单相电动机。交流变频调速由于电动机本身特性的问题，调速范围比较小，性能不理想。直流电动机调速性能比交流电动机要好，所以直流变频空调器比交流变频空调器的调节性能要好一些。
八、变频空调器的命名规则
变频空调器的命名方法与普通空调器差别不大，国产变频空调器只是在型号后面加上BP、DBP或DB（交流变频空调器一般在型号后加BP；直流变频空调器在型号后加DB或DBP）。进口交流与直流变频空调器很难识别，维修时的主要鉴别方法，则是看压缩机有无反馈信号，有则是直流变频空调器，无则是交流变频空调器。
国产家用空调器的型号命名方法如图1-2所示，中央空调器型号命名方法如图1-3所示（以海尔中央空调器为例）。
图1-2 国产家用空调器的型号命名方法
图1-3 中央空调器的型号命名方法
【附注】
1）有些厂家的新型号命名规则与上述命名方法又有所不同，如海尔KFR-35GW/63SCX21、KFR-35GW/01BAX21等型号变频空调器中，型号中倒数第二位为2，即为变频，如果是1则为定频；如海尔KFR-32GW/01ZE（R2DBP）-S4型变频空调器中，KFR表示家用分体式热泵型空调器、32表示制冷量为3200W，G表示挂机，W表示室外机组，01ZE表示出厂系列号，R2表示采用环保制冷剂（R410A），DBP表示直流变频。
2）判断变频空调器与定频空调器最简单的鉴别方法是听压缩机的声音，变频压缩机转速时而快、时而慢，而定频压缩机转速恒定。