本文详细介绍室内风机(PG电机)的启动原理、控制电路、引线检测方法及常见故障等基础知识。
说明:室内风机电路由两个输入部分电路和一个输出部分电路组成,由于知识点较多,因此单设一节进行说明。
一、PG电机启动原理及特点
图3-30所示为PG电机的安装位置及作用。
1.启动原理
PG电机使用电容感应式电机,内部含有启动和运行两个绕组。PG电机工作时通入单相交流电源,由于电容的作用,启动绕组比运行绕组电流超前90°,在定子 与转子之间产生旋转磁场,电机便转动起来,带动贯流风扇吸入房间内的空气至室内机,经蒸发器降低温度后以一定的风速和流量吹出,来降低房间温度。
2.特点
①插头:共有2个插头,如图3-31所示,大插头为供电插头,有3根引线;小插头为霍尔反馈插头,同样为3根引线。
②供电电压:通常为交流90~170V。
③转速控制:通过改变供电电压的高低来改变转速。
④控制电路:为使控制转速准确,PG电机内含霍尔元件,并且主板增加霍尔反馈电路和过零检测电路。
⑤转速反馈:PG电机内含霍尔元件,向主板CPU反馈代表实际转速的霍尔信号,CPU通过调节光耦可控硅的导通角,使PG电机转速与目标转速相同。
二、控制原理
图3-32所示为室内风机电路原理图。
室内风机电路用于驱动PG电机运行,由过零检测电路、PG电机驱动电路和霍尔反馈电路3个单元电路组成。用户输入的控制指令经主板CPU处理,需要控制室 内风机运行时,首先检查过零检测电路输入的过零信号,以便在电源零点附近驱动光耦可控硅的导通角,使PG电机运行。电机运行之后输出代表转速的霍尔信号经 电路反馈至CPU的相关引脚,CPU计算实际转速并与程序设定的转速相比较,如有误差则改变光耦可控硅的导通角,改变PG电机的工作电压,从而改变转速, 使之与目标转速相同。
三、过零检测电路
过零检测电路如图3-33所示。
光耦可控硅调速的原理是:CPU输出驱动信号改变光耦可控硅的导通角,改变PG电机线圈的交流电压波形,从而改变交流电压的有效值,达到调速的目的。
1.工作原理
PG电机驱动电路由CPU23脚、电阻R324/R502、电容C503、光耦可控硅IC203、启动电容、PG电机线圈组成。
CPU23脚输出驱动信号,经R324送至IC203(光耦可控硅)初级发光二极管的负极,次级可控硅导通,PG电机开始运行。
CPU通过霍尔反馈电路计算出实际转速值,并与内置数据相比较,如有误差通过改变CPU23脚输出信号改变光耦可控硅的导通角,从而改变风机供电电压,使实际转速与目标转速相同。为了控制光耦可控硅在零点附近导通,主板设有过零检测电路,向CPU提供参考依据。
CPU23脚输出的是波形信号,在改变风机转速时只是改变波形,电压并未改变,但光耦可控硅的导通角己经改变,PG电机插座电压改变,转速也随之变化。
2.关键元器件
过零检测电路的关键元器件为IC203光耦可控硅,实物外形如图3-35所示,在电路中的英文符号为'IC'(代表为集成电路)。其特点是将光耦和双向可 控硅集成为一体,直接驱动PG电机;常用型号为TLP3616、TLP3526等;外观通常为白色或黑色的长方形(部分型号为黑色的方形扁状且为垂直安 装),其中的一个引脚与风机插座相连;初级工作电压一般为直流5V,早期一部分型号为直流12V。
五、霍尔反馈电路
霍尔反馈电路如图3-36所示。
PG电机旋转一圈,内部霍尔元件
会输出一个脉冲信号或几个脉冲信号(厂家不同,脉冲信号数量不同),CPU根据脉冲信号数量计算出实际转速。
1.工作原理
霍尔反馈电路的作用是向CPU提供代表PG电机实际转速的霍尔信号,由PG电机内部霍尔反馈元件、电阻R328/R321、电容C306、CPU的34脚组成。
PG电机内部设有霍尔元件,旋转时输出端输出霍尔信号,通过CZ402插座、电阻R321提供给CPU②脚,CPU内部电路计算出实际转速,与目标转速相比较,如有误差通过改变光耦可控硅导通角,从而改变PG电机工作电压,使实际转速与目标转速相同。
PG电机停止运行时,根据内部霍尔元件位置不同,霍尔反馈插座的信号引针电压即CPU②脚电压为5V或0V; PG电机运行时,不论高速还是低速,电压恒为2.5V,即供电电
压5V的一半。
2.常见故障
CPU判断PG电机停转(无霍尔信号)、堵转或转速低(霍尔信号数量少)时,则会改变光耦可控硅导通角,增大PG电机供电电压;如果30s内霍尔信号仍然不正常,则停止驱动光耦可控硅,PG电机停止运行,并报“霍尔信号异常”的故障代码。
光耦可控硅初级发光二极管开路或内部光源损坏、启动电容无容量、PG电机线圈开路、PG电机供电插座或霍尔反馈插座接触不良,均会使CPU检测不到霍尔信号,则会报相同的故障代码。
如果驱动电路正常,PG电机能正常运行,但由于某种原因CPU检测不到霍尔信号,故障现象表现为:开机后PG电机运行,转速逐渐升高,1min左右停止运行。
3.霍尔元件检查方法
空调器报“霍尔信号异常”故障代码,在PG电机可以启动运行的前提下,为判断故障是PG电机内部霍尔元件损坏还是室内机主板损坏,应测量霍尔电压是否正常,方法如下所述,实物及故障分析见表3-27。
空调器通上电源但不开机,使用万用表直流电压挡,黑表笔接地,红表笔接霍尔反馈插座信号引针,用手慢慢转动贯流风扇的同时观察电压变化情况。如果为 5V~0V~5V~0V跳动变化的电压,说明PG电机内部霍尔元件正常,应更换室内机主板试机;。如果电压一直为5V、0V或其他固定值,则为PG电机内 部霍尔元件损坏,需要更换PG电机。
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