某品牌KFR-120LW/08MD空调相序保护电路与故障检修

吴敏

（四川职业技术学院，四川 遂宁 629000）

1 相序保护电路及工作过程

某品牌KFR-120LW/08MD空调是大功率空调，它的压缩机采用三相交流电供电，电路如图1所示，室内机和室外机两部分电路用有色导线经过接线排JXP-1、JXP-2和JXP-3联接.

主电源线 L1（棕色）、L2（白色）、L3（黑色）、N（蓝色）合并接地线E（黄/绿）进入室外机JXP-1，从JSP-1分出三路：一路棕、白、黑三条线经过交流接触器CJ主触点接到压缩机CM的三相输入端U、V、W；一路棕、白、黑、蓝四条线送到相序检测电路；第三路取棕、蓝、黄/绿线送到室内机JXP-3，为室内控制电路供电（220VAC）.

CJ的作用是控制压缩机，它的电磁线圈一端蓝线经过JXP-2接到主电源N线，另一端红线经过CN24、JXP-2、JXP-3、CN103、CN104串 联 了 继 电 器RL5和RY7触点开关接到主电源L线，因此，对于控制CJ以及压缩机，RL5和RY7是与逻辑关系.

空调工作时压缩机必须按设计规定方向正转，才能正常推动制冷剂在封闭管路中循环.采用三相电源的压缩机电机是三相异步电动机，转动方向取决于三相电源的相序，因而这类空调设计有相序保护电路，只有主电源线顺相序（符合压缩机上的相序），压缩机才能运转。如果是逆相序，压缩机就不能启动.

该机相序保护电路的前级是相序检测电路，后级是保护输出电路（见图1）.相序检测电路判断相序是否正确，它由接线端子CN23、分压电阻R11、R12、R14、R16和移相电容C23等组成；保护输出电路以RL5触点闭合与否的方式把判断结果输出去控制CJ，它由整流桥D19～D22、滤波电容C22、稳压管DZ1（24V）和RL5组成.电路中VA2～VA5是用于过压保护的压敏电阻.

当室内机就绪得到开机指令，微处理器通过反相驱动器使RY7的触点闭合.如果主电源线的相序正确，即 L1、L2、L3为 U、V、W顺相序，检测电路输出的电压，经过后级变换分到RL5上的电压高于它的动作电压（18VDC），RL5触点闭合，使CJ通电主触头闭合，三相电通入压缩机就运转起来（正转）.如果主电源线相序不正确，检测电路输出电压减半，后级电路RL5上分得的电压远低于动作电压，触点不能闭合，即使室内机RY7闭合，压缩机也不能启动运行，防止压缩机发生反转.

2 相序保护功能验证

在检修中，对该型号空调相序保护电路进行了实际测量，其结果验证了相序保护电路的保护功能.测量记录如下：

（1）主电源输入为顺相序（L1为U相、L2为V相、L3为W相），保护输出电路RL5动作，触点闭合，压缩机运转.测量相序保护电路相关电压记录在表1中.

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（2）主电源输入为逆相序（L1为W相、L2为V相、L3为U相），保护输出电路RL5不动作，触点开路，压缩机不启动.测量相序保护电路相关电压记录在表2中.

（3）测量RL5线圈电阻（记为R5）约2.6kΩ.

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3 相序保护电路的原理

相序保护电路的首要任务是判断相序是否正确，它是如何判断的呢？通过理论计算来阐明.

在不过压条件下VA2～VA5呈高电阻，视为开路.以R1代替R14和R16、R2代替R12和R11、C代替C23、电压源代替CN23端子所加三相正弦交流电压，那么相序保护电路可等效为如图2（a）所示的电路，其中RL为相序检测电路负载，即后级电路的输入电阻.若不计D19～D22导通电阻，RL等于R5与DZ1反向导通电阻RD之和.DZ1是非线性器件，其反向导通电阻随反向导通电流大小而变，目前可根据它与R5串联分压之比来计算，即

代入表1中的相应数值，计算出RD约1.9KΩ，因此RL约等于4.5KΩ.

R、S、T端三相正弦交流电压相量为

依据表1，取U、V、W三相的相电压有效值为223V.

根据图2（a），对回路Ⅰ、回路Ⅱ列出KVL相量方程

将原电路相应参数代入（1）、（2）式，得方程组

解方程组得

根据欧姆定律可计算出

计算结果，顺相序情况下相序检测电路输出的电压有效值为63.0V，与实际测量值基本吻合.

逆相序情况下，相序保护电路可等效为如图2（b）所示电路.依据前面计算DZ1反向导通电阻的方法，代入表2中的相应数值，可求得DZ1的反向导通电阻约为6.4KΩ，因此负载电阻R′L约为9.0 KΩ.

根据图2（b），对两个回路列出KVL相量方程为

将原电路相应参数代入（5）、（6）式，得方程组

解方程组得

根据欧姆定律可计算出

计算结果相序检测电路输出电压有效值为36.0V，同样与实际测量值基本吻合.

比较两种情况结论是：顺相序，相序检测电路输出电压高，后级RL5闭合，压缩机能正常运转；逆相序，相序检测电路输出电压变低，后级RL5则不能闭合，压缩机不能启动.

逆相序还有图 3（a）、（b）所示两种情形，不再赘述.

相序保护电路还兼有压缩机缺相保护功能，也就说主电源U、V、W三相缺少任何一相，RL5都不能闭合，确保压缩机不至于缺相运行而被烧毁.其原理读者可参考电路图自已分析.

4 故障检修

与相序保护电路有关的故障共同特点是：三相电供电压正常，室内机电路工作正常，但相序保护电路RL5不能闭合，空调压缩机不启动，造成不制冷或不制热.笔者把遇见过的故障分为两类情况，一类是人为故障，二类是自然故障.

人为故障是指原来供电相序正确，空调能正常工作，后来人为原因造成相序错误，空调不能正常工作.对这类故障一经确认，维修方法很简单，只须把错误的相序交换过来就解决了.例如，某公司检修配电房后，一台KFR-120LW/08MD空调不能正常工作报修.上门检修时，检查室内机，正常；拆开室外机壳检查，观察线路和电路板，没有发现异常；接着测量JXP-1上三相供电电压，正常；再测量相序检测电路输出电压低，约为31V，判定是电源相序出错（检修配电房时电工动了原先的相序）.经过交换JXP-1上两条主电源接线（即交换相序）后，上电空调恢复正常工作，故障排除.

自然故障是指空调在使用过程中，电路的元器件发生变质、失效、烧焦、爆裂等引起的故障.对于元器件烧焦、爆裂的情况，检修方法是要仔细观察机内接线排、电路板和元器件有没有异常，发现异常再作进一步检查、处理就可排除故障；对于元器件变质、失效的情况，外观上不易发现，需要用万用表测量来判断，一旦确诊有变质、失效的器件，更换相应器件就可排除故障.

例如，检修一台不能制冷的空调（型号KFR-120 LW/08MD），拆开室外机壳，发现电路板上两只电阻有烧焦变色迹象，进一步查看这两只电阻是相序保护电路中的R11和R12，测量阻值R11已经开路，相序检测输出电压低，引起压缩机不能启动.更换这只电阻后空调恢复正常工作，不制冷故障排除.

检修中还遇到过相序保护电路中的RL5失效引起不制冷的情况.对故障机进行检查时从外观上没有发现异常，测量三相供电电压正常，相序也正确（由相序检测电路输出电压来判断），按理来说，RL5触点应该闭合，触点两端电压为零，但是当测到它的触点两端（在CN24上测量）电压时，表却显示为225V，说明触点处于开路状态，继电器失效。更换RL5后空调不制冷故障排除.

在懂得相序保护原理的基础上来检修故障，可以做到思路清楚，省时省力.

[1]汪韬.海信空调器控制电路图集[M].北京：人民邮电出版社,2012.

[2]郭木森.电工学[M].北京：高等教育出版社,2001.