防爆变频空调器涉及的技术内容很多,如变频控制器的设计(包括硬件电路设计和软件编制)、风速和频率的控制、压缩机驱动电动机的选择、节流机构的选择、《冷系泛各参数的匹配、抗电磁干扰和电磁兼容等问题。变频空调器压^机电动机的调速方式有交流感应电动 机变频调速和直流无刷电动机调速两种;制冷剂流量的控制方式有电子膨账阀节流、毛细管 节流和电子膨胀阀结合毛细管节流三种;压缩机又有涡旋式、呈玲二弍转子式几种不同 的结构形3。
(1)驱动压缩机的电动机
防爆变频空调器压缩机的驱动电动机主要有三相交流感应电动机和直流无刷电动机两类
当频率发生变化时,定速空调器常用的单相电容电动机的感抗和阻抗对电动机特性不利,因而防爆变频空调器多采用三相交流异步电动机。但由于感应电动机内部磁场的形成要靠外部供给电流,电流流过线圈时有损失,因而交流感应电动机的节能效果较差。随着各种可关断元器件的不断开发成功和价格的相应降低,直流无刷电动机调速技术开始走出实验室,成为了可以应用的产品。直流无刷电动机由无刷电动机本身、转子位置传感器和电子转向开关组成。电动机中转子的磁场是由永久磁铁供给的,不需要外部供给能量,也不会有损耗。因而直流无刷电动机的效率比交流感应电动机的效率要高。直流无刷电动机调速的关键是要准确地检测出转子的位置,转子位置的检测一般采用霍尔(HOLE)元件,但带霍尔元件的直流 电动机成本普遍较高。近年来发展起来的无位置传感器的直流无刷电动机,以其调速技术高效、低噪声、低成本等优势受到了空调器生产厂商的喜爱。另外,开关磁阻电动机是20世纪80年代推出的变速传动系统,由磁阻电动机和控制器组成,绕组电流是直流脉冲,只需整流,无需逆变,所以控制电路简单。这种电动机的转速在大范围内变化时,其系统效率比交、直流调速系统都高,且启动转矩大,启动电流小。但目前有关开关磁阻电动机的理论尚不够完善,有待今后进一步研究解决。
目前,交流感应电动机的变频调速技术在家用空调器上的应用已相对成熟,采用脉冲幅度调制(Pulse Width Modulation)技术的交流电动机调速系统,在性能上已经接近直流调速系统,在产品价格和稳定性方面,交流电动机具有明显的优势,因而交流电动机调速系统仍然是当今变频压缩机驱动电动机的主流。直流无刷电动机调速技术的应用则方兴未艾,随着电力电子技术的发展和各种可关断元器件可靠性的提高和价格的逐步降低,直流无刷电动机调速技术高效、节能的优势将进一步显现出来。“直流防爆变频空调器”目前是日本变频空调器市场的主流,也将是我国防爆变频空调器发展的方向。