空调电机是空调系统中不可或缺的核心部件,若没有了电机,空调将无法运行。空调电机的构成包括多个关键部分,例如压缩机、风扇电机(包括轴流风机和贯流风机)、以及摆动送风叶片(由步进电机和同步电机驱动)。接下来,我们将详细探讨这些部分的工作原理。
1. 空调压缩机电机的原理
- 单相异步电机:空调器使用的单相压缩机包含两个绕组,即启动绕组和运行绕组(主绕组),它们通过三个接线头连接,分别是公共端、启动端和运行端。这种电机通常采用电容运行式驱动,以实现定速控制。电机的启动到运行过程中,副绕组电路始终串联一个电容,确保了电机的运行性能,提高了效率和功率因数,同时增强了工作可靠性。
- 三相异步电机:与单相电机类似,三相电机的定子由三组完全对称的绕组组成,这些绕组在空间上错开120°电度角。三相电机可以接成Y形或△形。当定子绕组通入三相对称电流时,在定子和转子间的气隙中产生旋转磁场,从而在转子上产生电磁转矩。三相异步电动机因其结构简单、性能优良、转矩和功率因数高于单相异步电动机,常用于功率较大的空调器中。
- 变频电动机:通过改变电源频率,可以获得不同转速的电机。变频调速不仅可以实现平滑调速,而且具有宽调速范围、高效率、快速响应、启动电流小和对电网影响低等优点,是一种节能且理想的调速方法。它特别适用于热泵型空调器,可以通过变频调速来控制热泵制热量,不受室外气温,从而提高了供暖能力。
2. 空调风扇电机的原理
空调器风扇电机通常采用单相异步电机,并使用PSC接线方式。根据实际需求,风扇电机可以进行调速,调速方法包括抽头式调速和可控硅调速。
- 抽头式调速:通过改变电机定子绕组的匝数来调整主绕组的工作电压,进而改变磁通,调节转速。
- 可控硅调速:可控硅(晶闸管)有单向和双向两种类型。单向可控硅在正向阳极电压和门极正向电压下导通,而双向可控硅在导通时,电压降到维持导通的最小电压以下或变为反向时截止。在空调风扇电机调速中,单片机输出的高低电平作为固态继电器的触发信号,通过检测工频正弦电流的过零点,程序控制计时,在特定时刻接通负载电流。电源电流过零点时,晶闸管自动截止,从而提供所需的电压,实现电机绕组电压的改变和转速的控制。
3. 空调其他装置用电机的原理
- 步进电机:步进电机将电脉冲信号转换成直线位移或角位移,每个脉冲信号使电机运动一步。转子由永磁成,定子内圆与转子外圆存在偏心,气隙不均匀。定子绕组通电时,电机磁路中的磁通会改变,转子磁极的轴线会趋向于磁阻最小的位置。
- 永磁同步电机:空调器出风栅摇摆叶片装置所用的微电机是永磁同步自启动同步电机。电机驱动电压为220V/50Hz,定子由杯形机壳、环形单相线圈和爪极片组成;转子是一个具有高矫顽力的铁氧体磁环。爪极沿圆周均匀分布,爪极对数决定了同步转速。这种电机无固定转向,结构简单,输出功率小,转矩较大。