家用空调电路控制原理

,空调的电控原理及维修主讲:周道选,主讲内容,第一讲:电工基础第二讲:电子基础第三讲:空调器基本知识第四讲:分体空调基本电路分析第五讲:分体空调整体电路分析第六讲:柜式空调基本电路分析第七讲:柜式空调整体电路分析第八讲:空调器的电路维修第九讲:制冷与空调新技术,第一讲电工基础,第一章直流电路第一节电流电流:-电荷(电子或正负离子)有规则的定向移动.直流电流-电流的大小和方向都不随时间的变化而变化这种电流称为直流电流.交流电流-电流的大小和方向如果随时间按一定的规律反复交替的变化,这种电流称为交流电.,直流电交流电iitt,电流的单位安培(A)毫安(mA)微安(A)1A=1000mA1mA=1000A,第二节电路,电路-电流流通的闭合回路。一般有四部分组成。1、电源2、负载3、连接导线4、控制和保护装置,第三节电阻,电阻-自由电子在物体中作定向运动时，不可避免的会遇到阻力，这种阻力是由于电子和物体中的原子发生碰撞而产生的。物体中存在的这种阻碍电流通过的阻力就叫电阻。电阻用符号R或r表示单位：欧姆（）.千欧（K）.兆欧（M）1兆欧（M）=1000千欧（K）.1千欧（K）=1000欧（）.电阻与温度的关系:一般金属导体温度升高电阻增大(正温度系数),空调中的感温头电阻随温度升高而降低(负温度系数),第四节电压及欧姆定律,电压:在电路中,任意两点之间的电位差称为电压.电压单位:伏特(V).千伏(KV).毫伏(mV)单位换算:1KV=1000V.1V=1000mV欧姆定律:在一段电路中,流过导体的电流与电压成正比与电阻成反比.I=U/RR=U/IU=IR,第五节电功和电功率,电功:电流流过电路时,电场力使电荷从一点移动到另一点所做的功称为电功.用A表示单位焦耳(J)A=I2Rt1度=1KWh=1000w3600s=3600000j电功率:单位时间内电流所做的功叫电功率.用P表示单位瓦特(W)单位:WKWMW1MW=100OKW1KW=1000WP=IU=U2/R,第六节电阻的串并联,串联-几个电阻依次相连中间无分支的连接.R1R2R3I=I1=I2=I3U=U1+U2+U3R=R1+R2+R3并联-电阻的两端分别并接在一起R1R2R3U=U1=U2=U3I=I1+I2+I31/R=1/R1+1/R2+1/R3几个相同的电阻R=R0/n,第二章电容器,第一节电容器和电容电容器-被绝缘介质隔开的两个导体的总体叫电容器.电容-电容器任一极板上所带的电量与所加电压之比叫电容的容量.简称电容.用C表示单位法拉(F)1F=1000000F1F=1000000pF,第二节电容的参数和种类,额定工作电压-电容器能够长时间稳定的工作的直流电压.也称耐压.电容器接在交流电路中额定电压不能低于交流电的最大值,否则电容器将被击穿.允许误差0-0级1%.0级2%.级5%级10%级20%电容器的种类电解电容、瓷片、涤纶、云母、玻璃、蜡纸、空气、金属氧化膜、钽。,第三节电容器的串并联,电容器的串联C1C2C31/C=1/C1+1/C2+1/C3几个相同的电容C=Co/n电容器的并联C1C2C3C=C1+C2+C3,第三章交流电路,第一节电容启动和电容运转电路KL1L1220VC220VCL2L2电容启动电容运转电容启动当转速达到75%-80%离心开关断开,继电器辅助电容启动RCC1S220VJ,运转电容,启动电容,启动继电器,压缩机强制启动,当压缩机线圈阻值正常而不能启动时可采用一下方法强制启动.1.增加一到两倍的启动电容,启动后取消.2.短时间内(5秒钟内)两相电源强制拖动,具体做法是:压力达到平衡后,用三项电源的两相分别接在S,R上零线接在C上.ASBRCN,第二节风速调整,1.双速调整2.三速调整c高低启动。,第三节单相压缩机电路,一般情况下启动绕阻的电阻比运行绕阻的电阻大RSR=RSC+RCRC-Common-公共的,共同的.S-Start-启动器,开动,发动.R-Revolve-旋转,运行.C220vSR,第四节变压器,进行电压变换的元器件U1I1=U2I2I1/I2=U2/U1=n2/n1I1I2U1n1n2U2B,第二讲电子基础,第一章空调常用电子元件第一节电阻器(一).固定电阻固定电阻是最常用的电阻器,由碳膜电阻,碳质电阻,金属膜电阻,线绕电阻等.用符号表示.现在一般用色环表示阻值.第一道色环表示阻值的最大一位数值.第二道色环表示第二位数值.第三道色环表示阻止末尾应有几个零.第四道色环表示阻值的误差级别.,(二)热敏电阻器电阻随温度的变化而变化,是一种热电交换元件用途:温度测量控制和补偿.按阻值随温度的变化情况分为:正温度系数和负温度系数两种.空调用的温度传感器是负温度系数美的空调阻温表,(三)压敏电阻器,阻值很大一般是兆欧级,只有微安电流流过,当电压升到击穿电压时其阻值突然减小.用途:保护电器免遭反常高压和雷电感应.保险压敏电阻变压器220VU16V,第二节电容器,用途:调谐、耦合、滤波、隔直、单向电机分相。测量：用机械表电阻档接两极，表针先向右偏转，然后慢慢回复，停止的位置可以判断电容漏电的大小。符号：无极性有极性,第三节晶体二极管,1、普通二极管特点：单向导通，正极加上正电压，负极加上负电压导通，反之截止。+-作用：整流、检波。检测：用万用表100或1kImAi测出正反向电阻。电阻小的一次黑笔是正极红笔是负极V（V）0.7,2.稳压二极管,作用：稳定电压特点：加反向电压ImA符号：,3.发光二极管,加正向电压(1.7-2.5V)发光.电流5-10mA符号:类型:激光型.红外型.可见光型.双色型检测:R10k档,正向电阻50k,反向200k,4.光电二极管,特点:无光照时光电二极管的反向电阻很大有光照时反向电阻减小,是一种能把光的强弱变换成电信号的二极管.检测:光电二极管的正向电阻不随光照的变化而变化,约为几千欧.反向电阻在无光照时约200k,有光照时,随光线越强阻值越小,仅几百欧.符号,第四节晶体三极管cc,基本特性:电流放大.符号:bbeeNPNPNP电流关系:iE=iB+iciCiBibIe三极管输入特性vBE,三极管电流放大试验mAAiB有0.01毫安升到0.02毫安.ic从1毫安升到2毫安,检测:1.判断基极和管型用万用表的R100或R1K档,黑表笔接某一管脚,用红表笔分别接另外两只管脚,如果读数很小,则黑表笔接的管脚是基极同时可以判断三极管是NPN型.若用红表笔接某一脚而黑表笔分别接另外两脚读数很小则与红表笔接的是基极,同时可以判断是PNP型.2.判断发射极和集电极以NPN为例,确定基极后,假定其余两只管脚的一只是集电极,将黑表笔接此管脚,红表笔接另一只假定的发射极上,用食指将假定的集电极和基极短接(不能相碰).看表针指示,记下阻值.然后在做反假设,做同样纪录.比较两次阻值大小,阻值小的一次假设正确.,第五节三端集成稳压器,基本特性:当电网电压波动或负载变化时集成稳压器的输出电压仍较稳定.电路符号:1W78XX31W79XX3221U1脚输入.2U0脚接地.3GND脚输出W78XX输出正电压.W79XX输出负电压78LXX最大电流100mA78MXX最大电流500mA78XXX最大电流1.5A任意两脚正反向电阻数千欧,若零或无穷大表明已损坏,7800系列三端稳压的电阻值用万用表R1K档,第六节光电耦合器,一.结构:将一只红外发光二极管和一只红外光电二极管或一只光电三极管或一只光控双向可控硅封装在一起.二.基本特性:当在发光二极管的两端通过很小的工作电流(5-10mA)即可使得光电二极管或光电三极管或双向可控硅由截止转变为导通状态.从而实现电光电的隔离传输.三.电路符号和常见外形1.光电二极管型2.光电三极管型3.光控双向可控硅型美的空调分体机上用的是光控双向可控硅型.型号MOC3020美的空调柜机上用的时光电三极管型.型号NJL5121DB,外形161616252525343434光电二极管型光电三极管型光控双向可控硅型检测:1.正常时输入端应为一普通发光二极管的特性.2.对于光电二极管型在入端无电流时,出端应为一普通二极管特性,当入端通过5mA电流时,出端的反向电阻明显减小.3.光电极管型测出端c,e间的电阻,当入端无电流时正反向电阻都很大.当入端通过5mA的电流时,其电阻值(黑笔接c红笔接e)应明显减小.4.光控可控硅型在入端无电流时出端正反向电阻都很大,入端通过5mA的电流,出端正反向电阻应明显减小.,第七节双向可控硅,基本特性:无论触发信号和主电极之间的电压极性如何,只要同时存在触发信号(可正可负)和主电极间电压(可正可负),双向可控硅即可导通.电路符号T2GT1用途:用小信号控制大功率输出,是一种理想的无触点开关,在调光、控温、调速等方面得到广泛的应用.检测:用R1K档.测T1,T2正反向电阻应趋于无穷大.用R1档,黑笔接T1红笔接T2,将G与T2短接一下离开,万用表应保持几十欧读数.调换表笔情况同上.,第二章电子电路基础,第一节整流电路现在的电子电路几乎都需要直流电源,整流电路是把交流电转变为直流电的基本电路.1.半波整流220v整流二极管负载变压器输入输出,2.全波整流,220v,3.桥式整流,220v,第二节滤波电路,1.电容滤波BCRL2.型滤波RC1C2RL,第三节稳压电路,当电网电压波动或负载发生变化时会引起电压的变化,为了得到稳定的直流电压输出需要再加上稳压电路.1.基本串联型稳压电路ceRTRLv1Dv0Vb=VD=Vbe+V0假设v0升高(v1升高或RL增大)VD不变,调整管Vbe下降,Ib减小管压降Vce增大,使得输出电压稳定,2.集成稳压电路,随着集成电路的发展,稳压电路的调整部分,取样部分,和其他保护环节的元件都制作在一块芯片内.如78xx系列等.W78121216C1C23C312V,第四节基本放大电路,12VRBRCC2C1TV0ViRB基极偏置电阻.RC集电极电阻,将集电极信号电流转变为信号电压.C1,C2是输入输出耦合电容.利用电容的隔直通交的特性,使电路直流量在本段保持独立.对前后段无影响.在共发射基电路中,输入的信号和输出的信号相位相反.,第五节反向器,1.三极管的开关特性在数字电路中,二极管,三极管都工作在开关状态,通常称为开关电路.这里主要介绍一种基本的开关电路,即非门电路,又称反向器+E+E+E+ERcRcRcRcc3Vcee,2.反向器,反向器是一种基本的开关电路,其中三极管作开关元件.-Eb是为保证三基管能可靠截止而设置的.+12vRcV0+12+123vRbJD-Eb(-6v)T,第三讲空调器基本知识,一.空调器的主要技术参数1.制冷量空调器运行时单位时间内从密闭空间,房间或区域内除去的热量.称为制冷量.单位W.名义制冷量-空调器铭牌标称的制冷量.实测制冷量-按国标“GB/T7725-1996”标准规定的名义制冷工况下测得的制冷量.国家规定,实测制冷量不低于铭牌上标称制冷量的95%名义制冷工况为室内侧干球温度27湿球温度19室外侧干球温度35湿球温度24如果环境温度不符合上述条件制冷量必然低于名义制冷量,2.制热量,空调器制热时单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量，称为制热量，单位W。名义工况：室内干球温度21湿球温度未定室外干球温度7湿球温度63.空调的“匹”习惯称呼与制冷量的关系，国外常用马力（匹）来分档。这里的“匹”不一定是空调器的消耗功率。马力（匹）制冷量(W)马力（匹）制冷量(W)3/41760-205024180-556012100-30002.55860-60401.53000-400036040-9080,4.能效(耗)比,在规定工况和规定条件下，空调器制冷运行时，制冷量与有效输入功率之比。如：一台空调制冷量是3300W，输入功率是1100W。那么能效比就是：3300/1100=3是能量转移而不是能量增加，符合能量守恒定律。为什么空调用热泵制热，而不用电加热？,5.制冷量单位,焦耳(J)-1瓦电功率在一秒钟内发出的热量。千焦（KJ）-1千瓦电功率在一秒钟内发出的热量。卡（Cal）-1克纯水升高或降低1所吸收或放出的热量。千卡(Kcal)-1千克纯水升高或降低1吸收或放出的热量。BTU-1磅纯水升高或降低1吸收或放出的热量。1J=0.24Cal1KJ=0.24Kcal1BTU=0.252Kcal1Kcal=3.968BTU1Kcal=0.859w.h,二.空调器上的英文含义,1.窗机换气开关VENT关-CLOSE开-OPEN2.功能选择关闭空调-OFF低风速LOWFAN.高风速HIGHFAN.低制冷LOWCOOL.高制冷HIGHCOOL3.运行方式选择AOTOCOOLHEATDRYFANSLEEP自动制冷制热除湿送风睡眠4.风扇速度AUTOSUPERQUIETMEDHI自动低风中风高风,三.空调器上的传感器,1.室内温度传感器TA.检测室内温度的变化.2.蒸发器温度传感器TC.检测蒸发温度.3.冷凝器温度传感器.检测冷凝温度4.压力控制传感器.提供保护信号(3.3Mp-0.2Mp)5.室内风速传感器.检测风速是否正常.6.红外线接收传感器.接收遥控器指令.7.空气质量传感器.检测空气质量,决定是否换气.7.压缩机过欠流传感器.压缩机电流是否在正常范围内.1.5p2p3p单相3p三相5p欠流22252过流1012308.512,四.空调器上的保护,1.高低压保护.2.压缩机温度保护.130断开,90闭合(3-5分钟).3.排气温度开关.排气温度过高断开.4.温度保险.5.室内风速检测.霍尔元件,1分钟内无风速信号保护.6.过压保护.7.压缩机电流保护8.相序,缺相保护.9.欠压保护.10.延时保护.11.蒸发温度过低保护.温差蒸发器回气管温度12.电源保护.电压太低,电压过高,过零不正确.,五.部分空调部件,1.电子膨胀阀电子膨胀阀是根据室内热负荷状态与室内温度及室温设定温度进行电脑计算决定脉冲电流,驱动步进电机来控制制冷剂的流量.步进电机使阀芯上下运动改变阀的开度.0脉冲全关闭.500个脉冲全开.控制精度:机械1.4电子膨胀阀0.7,2.电磁单向阀,管内有一活动的不锈钢或尼龙材料制成的球形或半球形活塞.单向阀与辅助毛细管并联再与主毛细管串联.单向阀只能让制冷剂沿箭头方向流动.作用:因为冷凝器和蒸发器的大小不一样,为了使在制热时达到和制冷一样的压力而设置的.另外还可以起到卸压的作用.主毛细管辅助毛细管滚动方向制冷制热单向阀,3.四通阀,制冷状态电磁线圈接压缩机高压,接冷凝器,回压缩机,接蒸发器,制热状态,1,接蒸发器,接压机排气,接压机回气,接冷凝器,电磁线圈,第四讲分体空调基本电路分析,第一节单片机芯片对空调的控制简述1.单片机芯片内有运算器,存储器,计数器及固化程序.2.单片机上电复位后等待接收指令.3.单片机一接收到开机信号,先检测热保护开关,蒸发器感温头,室温感温头回路是否正常,如不正常给出故障显示,如正常依据遥控器发出的指令确定出空调的运行方式.4.确定运行模式后,则将室温感温头测得的室温信号与遥控器发来的设定信号作比较,确定是否开启压缩机.5.通电第一次开启压缩机,单片机检测其电流是否小于设定的最小值,如小于则保护“死机”且给出显示.6.压缩机运行过程中,电流检测电路检测其电流是否大于设定的最大值,如过流则停机,过3分钟在依据温度条件开机,如连续4次过流保护,则“死机”且给出故障显示.,7.压缩机运行后,单片机检测蒸发器感温头温度与室温感温头温度,如温差不足9度达15分钟以上,便保护停机,过3分钟再依据条件开机,如连续两次保护则“死机”且给出故障显示.8.在离心风机运行过程中,单片机随时检测离心风机的转速反馈信号,室内风机每转一转,将有1个方波信号输入到检测口,如转速反馈信号不正常1分钟则保护“死机”且给出故障显示.9.过零检测(低电平表示过零)如15个过零信号时间间隔不对,整机停机(所有灯全部以0.1Hz)闪烁.10.芯片直接驱动指示灯,低电平发光.单片机UPD75028引脚功能,第二节电源电路,DC12V启动继电器蜂鸣器步进电机风机内霍尔元件DC5V单片机指示灯温度检测时钟电路复位电路,第三节时钟电路,振荡电路提供单片机的时钟基准信号,振荡电路的频率是4.19MHz,用示波器可以看到14脚4.19MHz的正弦波.时钟电路是由晶体NT及两个电容,DC5V组成的并联谐振电路,与单片机内部振荡电路相连,其内部电路以一定的频率自激震荡,为单片机提供时钟脉冲.如果NT或振荡电路的某一元件损坏,就不能给单片机提供时钟脉冲,CPU不能工作,整机处于保护状态C114+5VNTC215UPD75028,第四节复位电路,CPU第13脚为复位电平检测脚,低电平使复位有效,正常工作时为高电平.当A电位低于3.9V时,ZD1截止B点为0V,T1截止T2导通,13脚为低电位,进行复位.当每次通电电源电压于0.7-3.9V时则13脚为低电平进行清零复位.当电源电压偏低13脚为低电平强行复位,单片机停止工作.正常工作状态:A电电位正常时为5V,ZD1导通,T1饱和导通,T2截止,CPU的13脚为高电平,机器正常工作.,第五节遥控接收电路,+5v75028135R1323PIN3C19,3PIN为红外接收器,内部是一个光敏三极管,接收遥控信号并通过光信号转变为电信号,经过R13输入到35脚.R13为限流电阻,如果开路或增大35脚将接收不到遥控脉冲.C19为抗干扰电容当出现短路时遥控信号对地短路,35脚也接收不到信号.,遥控接收头,第六节温度检测电路,TA室温TC蒸发器温度当温度变化时TA,TC阻值变化通过R32,R27分压后到25,24脚,25,24脚的电压变化.从而实现温度变化到电压变化,元件作用:TATC开路或短路会使输入到24,25脚的电压不正常R32,R27开路会使24,25脚变为高电平,R11,R12开路,C15,C16短路会使24,25变为低电平保护停机.TA,TC不良会造成风速不可调,不停机.TA,TC相差不应超过8%,阻值详见前表(此图有误),第七节过零检测电路,D1和D2组成全波整流电路在变压器次级取出电压信号,经R20,R22,R21,C24滤波后输入到三极管N4的基极,通过放大改变34脚的电位.电源频率为50Hz-60Hz,当交流电过零点经过时D1,D2截止,N4截止,34脚高电平.通过电源周期计算大约在0.007-0.01S时间内单片机要检测到一个高电平即检测到过零点,否则电源频率太大或太小.D1,D2,R20.C24损坏,N4不良会造成检测不到过零点.整机将不工作.,第八节内风机调速电路,当主IC接收到风速控制信号,39脚相应输出高,中,低三种不同的信号脉冲,经过三极管N5的饱和或截止控制IC4内部的发光二极管,从而控制IC4内部的双向可控硅的导通角,实现控制风速.当风机每转一圈风机内的霍尔元件输出一个方波信号经R26送到33脚IC判断风速是否正常,如不正常达一分钟停机并报警.N5,R18,IC4.C3,D5(钳位二极管),R26损坏风机不转并报警.用万用表测量CN10,2脚与地之间的电压,用手慢慢转动风机,如风机正常每转一圈万用表有一半时间超过+5V,另一半时间低于+1.2V.否则风机可能坏了,第九节蜂鸣器驱动电路,利用IC输出的脉冲信号,控制三极管N3的饱和或导通使蜂鸣器回路接通或断开.在一般情况下,IC第25脚为低电平,N3截止,BUZ回路断开,不响.当IC接收到输入信号后25脚输出高电平N3瞬间导通饱和,BUZ回路接通鸣叫.+1275028BUZN3R1725,第十节电流检测电路,电流检测电路是检测压缩机工作电流而设置的,当由于各种原因造成压缩机的电流增大或减小超过设定值时进行保护.D4整流,D7钳位电压5.7V,C9滤波.当A,B感应的电流大时26脚电压升高.26D7R1075028AD4R23CR25R24C47B,5v,第十一节驱动电路,功率放大,反向器IC2(2003),继电器,IC(36)IC22003(7)(10)RL3压缩机IC(37)IC22003(6)(11)RL2四通阀IC(38)IC22003(5)(12)RL1外风机IC(40)-(43)IC22003(1-4)(13-16)摆风机,第五讲分体空调整体电路分析,第六讲柜式空调基本电路分析,第一节电流检测电路,第二节电源电路,第三节遥控接收电路,第四节复位电路,第五节矩阵电路,第七讲柜式空调整体电路分析,驱动板,E系列柜式空调的基本知识,一.制冷时压缩机的开停点.压缩机设定17设定25设定30开点181.5261.5311.5停点161.5241.5291.5误差1-21-21-2T1室内汇风T2室内蒸发器T3室外管温T4室外温度在制冷运行时当T333两风机同时运行.在制冷运行时当T330上风机运行.在制热运行时当T418下风机运行.在制热运行时当T416两风机同时运行.,二.内风机运行条件,连续3次检测到蒸发器温度大于等于25(每秒一次)立即开微风(其中3秒启动)连续3次检测到蒸发器温度大于等于32(每秒一次)按设定风速运行.三.内风机关闭条件满足下列条件之一即关闭内风机1.连续3次检测到蒸发器温度小于等于20(每秒一次)2.空调进入化霜状态.四.冷凝器高温保护制冷时室外管温65压缩机关闭.制冷时室外管温60压缩机开启.,五.空调保护现象,1.当系统处于某种保护状态时首先时钟段显示5秒故障代码,再转为正常显示,测试状态下按“转换”键依次显示“时钟-T1-T2-T3-保护代码-时钟”.2.当系统处于某种故障状态时首先时钟段显示5秒故障代码,同时显示“检查”,测试状态下按“转换”键依次显示“时钟-T1-T2-T3-故障代码-时钟”.3.故障期间不响应“开关”,“测试”,“转换”以外的任何键.4.故障或保护消除后其故障(保护)状态消除.,六.故障保护代码,七.室外故障发光二极管显示,第八讲单片机控制空调的维修,第一节修理指南1、熟悉故障代码。可以缩小故障范围，少走弯路。2、了解空调的保护系统。3、掌握空调的电控原理。4、学会用排除法缩小故障范围。5、不要轻易去掉保护系统。6、有条件可以使用替代法。7、配备必要的工具仪器。8、注意收集技术资料。,第二节维修注意事项,1、温控器不能短接或断开。断开电阻无穷大短接电阻为零，到芯片的电压超过0.5-4.7v的有效范围。2、不能用手按压接触器，尤其是涡旋压缩机。3、不能用手接触芯片引脚，高压静电会损坏内部电路。4、焊接芯片上的线路或元件要断开烙铁电源。5、测量电阻要断电，有大电容的地方要用电阻先放电。6、检修电路板时防止接触机壳和触电。7、测量电压时要注意万用表的档位。8、更换压缩机前要确认控制电路无误后再通电。9、防止红外线、高频电磁波的干扰。,第三节修理实例,例1:华宝KF-12W空调开机三分钟，压缩机发出“嗡嗡”声，启动不起来，整机保护出现“-5”.例2:华宝KF-12W空调开机运行半小时或几十分钟“-5”保护,停几分钟再开机故障依旧.例3:华宝KF-12W空调一开机便保护,出现“-5”停一段时间再开机还是保护.5VLNT1U1RD1除霜5VP1U2D2压力J3RJJ3,例4:美的KFR-75LW.机器工作几分钟后压缩机停止,5-8分钟后压缩机又运转,室外风机工作正常,接触器一直吸合,压缩机启动频繁.RCJC1S220V,例五:一台春兰KFR-140LW柜式空调,开机制冷正常,10多分钟后停机.故障发生时室外风机,压缩机停机,室内风机低速运行.过一会再开机测量电源电压,压缩机电流正常但10分钟后故障重现.测量温度传感器正常,再试机10分钟后室内保护灯(红灯)亮,运行全部停止显示“E6”故障代码.E1通讯失败E3电源电压异常E5室外温度过低E2压机过流E4系统压力过高E6蒸发温度过低温度()0510152025303540阻值(K)13.210.88.837.266.015.004.173.502.96压缩机工作