[發明專利]變頻驅動的房間空氣調節器

無效

• 申請號: 01114765.2
• 申請日: 2001-06-05
• 公開（公告）號: CN1330248A
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: 區耀漢
• 申請（專利權）人: 廣州華南信息產業集團有限公司
• 主分類號: F24F11/02
• 分類號: F24F11/02;H02P7/628
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種變頻驅動的房間空氣調節器(以下可簡稱“空調器”)。

在該空調器中，來自電網的電源被轉換成變頻電源，驅動電動機。變頻驅動是品質較佳的電動機調速方法。為改進性能，近年來，空調器由以往固定頻率驅動單相電動機發展至變頻驅動三相電動機。空調器中以往使用的單相電容運轉電動機，其相電路狀態不能保持對稱，電源頻率的改變使之產生更不良的偏移，因而削弱電動機的調速品質，尤其不利于提高效率和降低電磁振動噪聲。因此，在空調器中難以設計達到適當品質要求的變頻單相電源驅動以往的單相電動機的系統。多相電動機對稱運行的優良性能是眾所周知的。特別是歷史悠久的三相電動機和近年發展起來的電子變頻三相電源已有成熟技術，在工業設備上廣泛使用。于是，空調器產品上出現了三相變頻驅動系統。其最新情況可見發表于《家用電器科技》2000年第9期“變頻技術”專欄的《智能功率模塊(IPM)在變頻空調器中的應用》等文章，其特征有：

1.在該空調器中，來自電網的電源被轉換成變頻的三相電源，通常為對稱三相電源；

2.該空調器的電動機為三相電動機，包括感應電動機或永磁無刷電動機；

3.逆變電路為橋式6單元。

作為工業設備上廣泛使用的典型的變頻驅動系統，用于功率相對小得多的空調器，即有以下方面值得改進：

1.逆變電路的單元數偏多，是影響成本的主要因素：

2.對于感應電動機，三相電動機相對以往的單相電動機，定子需多一相的槽數，開槽顯得偏多；繞組多一個相平面，嵌線變復雜；以往用于制造空調器的電動機的兩相式自動嵌線設備不能使用，影響成本。永磁無刷電動機則是適應變頻驅動引入的新型電動機，結構和工藝均比感應電動機復雜，成本也高；

3.在橋式逆變電路中，每一橋臂的上下二個單元串聯跨接于直流電源，當偶發干擾或誤觸發以至同時導通時，即在二個單元的低阻抗回路形成大電流的直通短路，以至燒毀元件，是系統的薄弱環節。通常需對此選用比較優秀的單元元件，或設置較復雜的保護電路，以至使用價格較高的智能功率模塊(IPM)等，對于空調器，明顯影響成本。

本發明的任務是，針對空調器功率小的特點，提出一個與現有技術比較，既具有多相電動機對稱運行的優良性能，但結構簡化，因而成本降低和可靠性提高的變頻驅動系統。包括：

1.減少逆變電路的單元數；

2.可以使用以往的單相電動機結構；

3.可以消除逆變電路跨接于直流電源的短路低阻抗。

為解決上述任務，本發明提出一種變頻驅動的房間空氣調節器，在該房間空氣調節器中，來自電網的電源被轉換成變頻電源，驅動電動機：其特征在于：所轉換成的變頻電源為時滯等于1/4周期的對稱兩相電源，所驅動的電動機為空間相差π/2電角度的兩相對稱電動機。

所述的變頻電源可以是經整流濾波電路和逆變電路轉換而成，整流濾波電路是與來自電網的電源回路有一公共端的一組正半波整流濾波電路和一組負半波整流濾波電路所組成，形成供給逆變電路的正負各一組直流電源；逆變電路為雙半波4單元，每二個單元為一組，把直流電源調制為變頻的和時滯等于1/4周期的對稱兩相電源，每一組向電動機的一相供電。

所述電動機可以是一種空間相差π/2電角度的兩相對稱繞組鼠籠式感應電動機。

本發明是在空調器中實行變頻驅動的同時，實施兩相制的電動機對稱運行。多相電動機對稱運行的特征是電動機氣隙磁勢波的負序分量趨于零，為此可有不同電磁特征的電源和電動機結構方案，但其基波性能與相數無關。雖然三相制對于大功率電力系統，特別是輸送電能優點突出，并成為供電網除單相電源外唯一的多相電源，但對稱兩相制對于小功率電動系統則更為簡單，在以往只因缺乏方便的電源欠于使用。例如在單相電容電動機的研究中，提出過以對稱兩相電動機的原理作為分析手段，但需以專用發電機或三相電源演變出研究試驗所需的對稱兩相電源。在僅有單相的家用電網中使用的空調器，其以往不能建立和使用的對稱兩相電源，在本發明是在來自電網的電源轉換成變頻電源的同時生成。