El motor del aire acondicionado es uno de los componentes más importantes del aire acondicionado. Sin el motor, el aire acondicionado pierde su sentido.
Los motores de aire acondicionado incluyen principalmente compresores, motores de ventiladores (ventiladores axiales y ventiladores de flujo cruzado) y paletas oscilantes de suministro de aire (motores paso a paso y motores síncronos). Para comprender con más detalle el principio de funcionamiento de los motores de aire acondicionado, ¡los clasificamos y explicamos en detalle!
01
Principio del motor compresor
1. Motor asíncrono monofásico
Los compresores monofásicos para acondicionadores de aire tienen dos devanados, a saber, el devanado de arranque y el devanado de funcionamiento (devanado principal), y tres terminales, que son el terminal común, el terminal de arranque y el terminal de funcionamiento, que generalmente son accionados por el funcionamiento del condensador y implementar un control de velocidad constante.
Durante el proceso de arranque del motor a la operación normal, el circuito de devanado auxiliar siempre está conectado con un condensador en serie, de modo que el aparato eléctrico tenga un buen rendimiento de funcionamiento, alta eficiencia y factor de potencia, y funcione de manera confiable.
2. Motor asíncrono trifásico
Su estructura es similar a la de un motor monofásico. La diferencia es que el estator de un motor trifásico está compuesto por tres conjuntos de devanados completamente simétricos. Estos tres devanados están incrustados en las ranuras del núcleo del estator y están escalonados en un ángulo eléctrico de 120 grados en distribución espacial.
Los tres devanados se pueden conectar en forma de Y o de △. Cuando las corrientes simétricas trifásicas pasan a los devanados del estator (es decir, las corrientes trifásicas difieren en 120 grados en términos de tiempo y fase), el espacio de aire entre los rotores genera un campo magnético giratorio, lo que hace que el rotor para generar par electromagnético debido a la inducción electromagnética.
El motor asíncrono trifásico tiene una estructura simple y un excelente rendimiento. El par, la eficiencia y el factor de potencia son superiores a los del motor asíncrono monofásico. Por lo tanto, los acondicionadores de aire con mayor potencia, como los compresores de aire acondicionado de gabinete, utilizan principalmente motores asíncronos trifásicos.
3. Motor de conversión de frecuencia
Siempre que se cambie la frecuencia de potencia del motor asíncrono, se pueden obtener diferentes velocidades del motor.
La regulación de velocidad de frecuencia variable no solo puede lograr una regulación de velocidad suave, sino que también tiene un amplio rango de regulación de velocidad, alta eficiencia, respuesta rápida, corriente de arranque pequeña, poco impacto en la red eléctrica y buen rendimiento de comodidad. Es un método de regulación de velocidad ideal para ahorrar energía.
En particular, los acondicionadores de aire con bomba de calor pueden controlar la cantidad de calor generado por la bomba de calor a través de la regulación de velocidad de frecuencia variable, que no está limitada por la temperatura exterior, mejorando así en gran medida su capacidad de calefacción.
El proceso de trabajo del convertidor de frecuencia: el convertidor de frecuencia generalmente adopta el método de conversión de frecuencia indirecta (AC-DC-AC), que se compone de dos procesos: rectificación e inversión.
La corriente de la red de frecuencia de potencia (50 Hz) se envía al módulo rectificador (como un puente rectificador de diodos) después del preprocesamiento, como el filtrado de la fuente de alimentación, y la potencia de CC rectificada se ingresa directamente al módulo inversor (como el módulo IPM que usa IGBT como componente básico).
El módulo inversor convierte la corriente continua en corriente alterna de diferentes frecuencias bajo la acción de la señal de conducción del chip de la CPU y hace que el compresor funcione.
Principio de funcionamiento del módulo inversor IPM: el módulo IPM utiliza IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) como elemento de conmutación.
Las seis señales de excitación enviadas por la CPU (es decir, como señal base IGBT) controlan respectivamente el encendido y apagado de los seis interruptores IGBT del circuito inversor trifásico.
En cada ciclo, el encendido-apagado de cada IGBT se controla a su vez según un cierto orden cada 60 grados, para obtener una corriente alterna trifásica de cierta frecuencia en el extremo de salida del circuito inversor.
Al controlar la duración del tiempo de encendido y apagado del interruptor IGBT (es decir, controlar el ancho de pulso del medio ciclo positivo y el medio ciclo negativo de cada fase), se pueden obtener corrientes alternas de diferentes frecuencias en las terminales de salida de las tres fases.
02
El principio del motor del ventilador.
El motor utilizado para el ventilador del acondicionador de aire es generalmente un motor asíncrono monofásico, que adopta el método de cableado PSC.
Según las necesidades de uso, se puede ajustar la velocidad del motor del ventilador. Los métodos de ajuste de la velocidad incluyen: regulación de la velocidad del devanado del estator, regulación de la velocidad del tiristor, etc.
1. Regulación de velocidad tipo grifo
Al cambiar el número de vueltas del devanado del estator del motor, se cambia el voltaje de trabajo en el devanado principal, para lograr el propósito de cambiar el flujo magnético y ajustar la velocidad. El devanado del estator del motor PSC con regulación de velocidad de derivación se compone de tres partes: el devanado principal, el devanado auxiliar y el devanado medio (devanado de regulación de velocidad).
2. Regulación de velocidad SCR
El tiristor, también conocido como tiristor, tiene dos tipos: tiristor unidireccional y tiristor bidireccional. El tiristor unidireccional tiene características. Cuando el tiristor se somete a un voltaje de ánodo directo, se aplica un voltaje directo a la puerta y hay una cierta corriente de puerta. , el elemento está encendido.
Cuando se enciende el tubo, la puerta perderá su función. Cuando se enciende el tiristor, solo cuando su voltaje de ánodo positivo disminuye a un valor determinado o el voltaje de ánodo se vuelve negativo, el tubo se apaga.
Características del triac, cuando el tubo está encendido, cuando el voltaje cae por debajo del voltaje mínimo para mantener la conducción o se invierte, el tubo se corta y se puede volver a encender hasta que llegue la siguiente señal de activación (señal de pulso).
Relé de estado sólido: El relé de estado sólido se abrevia como SSR, que es un relé semiconductor sin contacto que utiliza un tiristor bidireccional.
Cuando se aplica una señal de disparo en la entrada, el fototiristor controla el encendido y apagado de la carga.
En la regulación de velocidad del motor del ventilador del acondicionador de aire, los niveles alto y bajo emitidos por el microordenador de un solo chip se utilizan como señal de activación del relé de estado sólido, y el punto de cruce por cero de la corriente sinusoidal de frecuencia de potencia es detectado a través del circuito auxiliar, y el tiempo es controlado por el programa, y luego la carga se enciende en un momento determinado. la corriente.
Cuando la corriente de la fuente de alimentación cruza el punto cero, el tiristor se apaga automáticamente para que la carga pueda obtener el voltaje efectivo requerido. Si se suministra este voltaje al motor, se puede cambiar el voltaje del devanado del motor para obtener la velocidad correspondiente.
03
Principios de los motores utilizados en otros acondicionadores de aire
1. Motor paso a paso
Un motor paso a paso es un elemento ejecutivo que convierte señales de pulsos eléctricos en desplazamiento lineal o desplazamiento angular, es decir, cuando se aplica una señal de pulso al motor, el motor se mueve un paso.
El rotor es un rotor cilíndrico de imanes permanentes de dos polos hecho de imanes permanentes. El círculo interior del estator y el círculo exterior del rotor tienen cierta excentricidad, por lo que el entrehierro es desigual y el entrehierro es el más pequeño, es decir, la resistencia magnética es la más pequeña.
Se establece un devanado concentrado en la armadura del estator y se agregan señales de pulso eléctrico a ambos extremos del devanado mediante una fuente de alimentación especial. Cuando el devanado del estator no está energizado, existe un flujo magnético generado por el rotor de imanes permanentes en el circuito magnético del motor.
Este flujo tenderá al eje de los polos del rotor hacia la posición en el circuito magnético donde la reluctancia es mínima.
Cuando la fuente de alimentación agrega un pulso al devanado del motor, las polaridades de los dos polos magnéticos del estator y los dos polos magnéticos del rotor se repelen, y el rotor gira en sentido contrario a las agujas del reloj unos 180 grados en la dirección de la flecha n hasta que el estator polo magnético y el polo magnético del rotor son opuestos.
2. Motor síncrono de imanes permanentes
El micromotor utilizado en el dispositivo de hoja oscilante de la rejilla de salida del aire acondicionado es un motor síncrono de arranque automático síncrono de imán permanente.
El voltaje de conducción del motor es ~220V/50Hz, y su estator consta de una carcasa en forma de copa, una bobina monofásica anular y piezas polares de garra; el rotor es un anillo de ferrita con alta coercitividad.
Los polos de la garra se distribuyen uniformemente a lo largo de la circunferencia, y el número de pares de polos de la garra (pares de polos magnéticos) está determinado por la velocidad sincrónica requerida. El motor de giro tiene muchos pares de polos de garra, baja velocidad, gran torque, pequeña potencia de salida, estructura simple y sin dirección fija.
El interruptor principal generalmente se instala en el panel de control del acondicionador de aire. Es el interruptor de encendido para conectar el compresor, el ventilador y otros equipos ejecutivos, y también el interruptor selector para cambiar el estado de funcionamiento del acondicionador de aire.
