中央空调电气控制系统研究

2014-07-01周珊

河南科技 2014年4期

关键词：空调器中央空调风扇

周珊

（河南省洛阳市中心血站，河南洛阳 471000）

中央空调电气控制系统研究

周珊

（河南省洛阳市中心血站，河南洛阳 471000）

传统的中央空调的调节方式具有一定的局限性，本文主要探讨一种具有冷热交替使用的中央空调电气控制系统，其分为室内空调机和室外空调机。通过分析室内红外遥控接收装置、硬件电路设计及软件电路设计，从而对中央空调电气控制系统进行研究。

模糊PID；中央空调；电气控制系统；研究；分析

与传统的中央空调电气控制系统相比较，现代的智能空调在性能上有了很大的突破。传统的温度控制系统是经过温度传感器识别室内的温度变化，进而对压缩机的启动和停止状态进行控制，而空调内的风扇则在设置的速度范围内运行，这样的系统设计将会造成控制的室内温度变化较大，用户在使用空调时，感受不到空调所起的作用，温度变化不是很明显。采用现代智能化的空调电气控制系统，其具有自动调节的功能，使空调能获得准确的动态控制参数，空调器的中央电源及其他执行单元也能得到很好的控制，使空调器处于连续的、高性能的工作状态。

1 中央空调硬件设计

1.1 中央空调器系统结构

针对分体式的空调，其运行部件包括室内的风机和室外的风扇，室内风机和室外风扇所起的共同作用是把空调器运转所产生的热空气或者冷空气转到室内的不同地方，从而实现调节室内温度变化的目的。空调器温度的设定及其他运转指令，是通过红外线遥控器及室内空调控制板上的红外线接收器的控制，传递到室内空调机控制板上的单片机，按照空调器所汇编的指令及温度传感器的工作状态，从而对室外的风扇电机、风门电机进行有效的控制，并且需与室外空调机中控制板上的单片机能进行有效的通讯。

1.2 室内红外遥控信号接收装置

红外遥控器由红外遥控接收器和红外遥控发射器组成。红外线遥控接收器，其由一块具有集成电路特性的光敏二极管构成，而红外线遥控接收器是以专用的集成电路IC1为主导的红外遥控发射、由矩阵开关构成的发射器键盘矩阵两部分组成，其通过与集成电路IC1内的扫描脉冲发生器和矩阵电路键盘信号编码器形成键盘指令，进而输入电路。

1.3 室内空调风扇电机调速控制功能

对于室内的风扇电机，其运用单向交流电机原理、移相调压调速法来控制风扇电机的调速功能。对于室内的温度控制，其由热敏电阻经过检测，然后送到中央空调的A/D模拟转换通道，依据中央空调结果控制片内部的PWM口，采用具有双向可控硅特性的光耦合驱动器驱动程序，为了改变风电电机输出脉冲的宽度大小，可以对双向可控硅的光耦合驱动器的导通角来进行控制，进而改变风扇电机主电路的实际电压。

风扇电机的单片机左侧运用相位同步电路的原理，即经过同步变压器的原理，进而得到同步电路的电压，同步电路的电压经过全桥整流电路的原理，进而对其进行整流，得到整流后的电压可以连接在三极管的基极，通过这样的原理，在进行交流正弦电压过零点时，就可以产生同步信号，其同步信号经送入单片机内，将作为零点的相位角。由于过零脉冲的周期性一般为10ms,按照风扇所需要的转速大小，进而算出风扇电机相应的电压值、对应的相位控制角、其电压与导通角的关系公式为：

其中，U为同步电路输出电压，U0为同步电路输入电压，而a为双向可控硅的导通角。

2 空调室外风扇电机的控制电路设计

针对室外的风扇电机电路原理，其运用变绕组调速方式的原理进行设计，变绕组调速的转速分为高、中、低三个不同档次的转速，其速度档位的控制，是与空调室外机的冷凝温度、室外环境温度有关系的。如果室外机的配管温度与室外环境温度相同时，则室外机的风扇将停止运行。如下图所示，显示的是室外风扇电机的转速控制原理图。

室外电机的热敏电阻受室外机温度和室外环境温度的影响，其热敏电阻送入单片机的A/D模拟转换通道，即PS1、PS2通道，通过温差控制转速的大小。对于单片机的引脚P2.1～P2.3口，依据转速的运转指令，进而引脚进行置位或者是复位；对于方向驱动器的J1～J3驱动继电器，其分别对应高速档位、中速档位、低速档位。