- 全彩圖解變頻空調器維修極速入門
- 李志鋒
- 6199字
- 2019-10-29 10:47:33
第三節 通用元器件
變頻空調器在定頻空調器的基礎上升級而來,因此很多元器件既可以在定頻空調器中使用,也可以在變頻空調器中使用。本節介紹比較常見的通用元器件。
一、遙控器
1.結構
遙控器是一種遠控機械的裝置,遙控距離≥7m,其結構見圖1-28,由主板、顯示屏、按鍵、后蓋、前蓋和電池蓋等組成,控制電路單設有1個CPU,位于主板背面。

圖1-28 遙控器結構
2.供電
遙控器供電通常使用2節AAA電池,每節電池電壓為直流1.5V,2節電壓共3V;早期的遙控器通常使用5號電池,目前則通常使用7號電池。
3.遙控器檢查方法
遙控器發射的紅外線信號,肉眼看不到,但手機的攝像頭卻可以分辨出來。檢查方法是使用手機的攝像功能,見圖1-29,將遙控器發射二極管(也稱為紅外發光二極管)對準手機攝像頭,在按壓按鍵的同時觀察手機屏幕。

圖1-29 使用手機的攝像功能檢查遙控器
①在手機屏幕上觀察到發射二極管發光,說明遙控器正常。
②在手機屏幕上觀察到發射二極管不發光,說明遙控器損壞。
二、接收器
1.安裝位置
顯示板組件通常安裝在前面板或室內機的右下角,格力KFR-32GW/(32556)FNDe-3(即涼之靜系列)直流變頻空調器,顯示板組件使用指示燈+數碼管的方式,見圖1-30,安裝在前面板,前面板留有透明窗口,稱為接收窗,接收器對應安裝在接收窗后面。

圖1-30 安裝位置
2.基礎知識
(1)作用
分立元件型接收器內部含有光敏元件,即接收二極管,見圖1-31,其通過接收窗口接收某一頻率范圍的紅外線,當接收到相應頻率的紅外線時,光敏元件產生電流,經內部I-V電路轉換為電壓,再經過濾波器、比較器輸出脈沖電壓、內部晶體管電平轉換,接收器的信號引腳輸出脈沖信號送至室內機主板CPU處理。

圖1-31 分立元件型接收器的組成
接收器對光信號的敏感區由于開窗位置不同而有所不同,且不同角度和距離,其接收效果也有所不同;通常光源與接收器的接收面角度越接近直角,接收效果越好,接收距離一般不小于7m。
接收器實現光電轉換,將確定波長的光信號轉換為可檢測的電信號,因此又叫光電轉換器。由于接收器接收的是紅外光波,其周圍的光源、熱源、節能燈、熒光燈及發射相近頻率的電視機遙控器等,都有可能干擾空調器的正常工作。
(2)分類
目前接收器通常為一體化封裝,實物外形和引腳功能見圖1-32,共有3個引腳,功能分別為地、電源(供電5V)、信號(輸出),外觀為黑色,部分型號表面有鐵皮包裹,通常和發光二極管(或LED顯示屏)一起設計在顯示板組件。常見接收器型號為38B、38S、1838、0038等。

圖1-32 38B和38S接收器
(3)引腳辨別方法
在維修時如果不知道接收器引腳功能,見圖1-33,可查看顯示板組件上濾波電容的正極和負極引腳、連接至接收器的引腳加以判斷:濾波電容正極連接接收器電源(供電)引腳、負極連接地引腳,接收器的最后1個引腳為信號(輸出)引腳。

圖1-33 接收器引腳功能判斷方法
3.接收器檢測方法
接收器在接收到遙控器信號(動態)時,信號(輸出)引腳的電壓由靜態電壓瞬間下降至約直流3V,然后再迅速上升至靜態電壓。遙控器發射信號時間約1s,接收器接收到遙控器信號時輸出端電壓也有約1s的時間瞬間下降。
使用萬用表直流電壓檔,見圖1-34,動態測量接收器信號引腳電壓,黑表筆接地引腳(GND)、紅表筆接信號引腳(OUT),檢測的前提是電源引腳(5V)電壓正常。

圖1-34 動態測量接收器信號引腳電壓
1)接收器信號引腳靜態電壓:在無信號輸入時電壓應穩定為約5V。如果電壓一直在2~4V跳動,為接收器漏電損壞,故障表現為有時接收信號有時不能接收信號。
2)按壓按鍵遙控器發射信號,接收器接收并處理,信號引腳電壓瞬間下降(約1s)至約3V。如果接收器接收信號時,信號引腳電壓不下降(即保持不變),為接收器不接收遙控器信號故障,應更換接收器。
3)松開遙控器按鍵,遙控器不再發射信號,接收器信號引腳電壓上升至靜態電壓約5V。
三、變壓器
1.安裝位置和作用
掛式空調器的變壓器安裝在室內機電控盒上方的下部位置,見圖1-35左圖;柜式空調器的變壓器安裝在電控盒的左側或右側位置。
變壓器插座在主板上英文符號為T或TRANS。見圖1-35右圖,變壓器通常有兩個插頭,大插頭為一次繞組,小插頭為二次繞組。變壓器工作時將交流220V電壓降至主板需要的電壓,內部含有一次繞組和二次繞組,一次繞組通過變化的電流在二次繞組中產生感應電動勢,因為一次繞組匝數遠大于二次繞組,所以二次繞組感應的電壓為較低電壓。

圖1-35 安裝位置和實物外形
說明:如果主板電源電路使用開關電源,則不再使用變壓器。
2.測量變壓器繞組阻值
示例為格力KFR-32GW/(32556)FNDe-3掛式變頻空調器室內機使用的1路輸出型變壓器,使用萬用表電阻檔,測量一次繞組和二次繞組阻值。
(1)測量一次繞組阻值(見圖1-36)

圖1-36 測量一次繞組阻值
變壓器一次繞組使用的銅線線徑較細且匝數較多,所以阻值較大,正常為200~600Ω,實測阻值為332Ω。
一次繞組阻值根據變壓器功率的不同,實測阻值也各不相同,柜式空調器使用的變壓器功率大,實測時阻值小(某型號柜式空調器變壓器一次繞組實測為203Ω);掛式空調器使用的變壓器功率小,實測時阻值大。
如果實測時阻值為無窮大,說明一次繞組開路故障,常見原因為繞組開路或內部串接的溫度保險開路。
(2)測量二次繞組阻值(見圖1-37)

圖1-37 測量二次繞組阻值
變壓器二次繞組使用的銅線線徑較粗且匝數較少,所以阻值較小,正常為0.5~2.5Ω,實測阻值為1.5Ω。
二次繞組短路時阻值和正常阻值相接近,使用萬用表電阻檔不容易判斷是否損壞。如二次繞組短路故障,常見表現為屢燒熔絲管(俗稱保險管),檢修時如變壓器表面溫度過高,檢查室內機主板和供電電壓無故障后,可直接更換變壓器。
四、傳感器
1.安裝位置和作用
無論是掛式或柜式變頻空調器,使用的傳感器數量均較多,通常設有5個。室內機設有室內環溫和室內管溫傳感器,室外機設有室外環溫、室外管溫、壓縮機排氣傳感器。有些品牌的空調器還設有壓縮機吸氣傳感器。
(1)室內環溫傳感器
室內環溫傳感器固定在進風口位置,見圖1-38,作用是檢測室內房間溫度,與遙控器的設定溫度相比較,決定壓縮機的頻率或者室外機的運行與停止。

圖1-38 室內環溫傳感器安裝位置
(2)室內管溫傳感器
室內管溫傳感器檢測孔焊在蒸發器的管壁上,見圖1-39,作用是檢測蒸發器溫度。制冷或除濕模式下,室內管溫傳感器檢測到的溫度≤-1℃時,壓縮機降頻運行,當連續3min室內管溫傳感器檢測到的溫度≤-1℃時,壓縮機停止運行。制熱模式下,室內管溫傳感器檢測到的溫度≥55℃時,禁止壓縮機頻率上升;室內管溫傳感器檢測到的溫度≥58℃時,壓縮機降頻運行;室內管溫傳感器檢測到的溫度≥62℃時,壓縮機停止運行。

圖1-39 室內管溫傳感器安裝位置
(3)室外環溫傳感器
室外環溫傳感器的支架固定在冷凝器的進風面,見圖1-40,作用是檢測室外環境溫度。在制冷和制熱模式,決定室外風機轉速;在制熱模式,與室外管溫傳感器檢測到的溫度信號組成進入除霜的條件。

圖1-40 室外環溫傳感器安裝位置
(4)室外管溫傳感器
室外管溫傳感器檢測孔焊在冷凝器管壁,見圖1-41,作用是檢測室外機冷凝器溫度。在制冷模式,判定冷凝器過載:當室外管溫傳感器檢測到的溫度≥70℃時,壓縮機停機;當室外管溫傳感器檢測到的溫度≤50℃時,3min后自動開機。在制熱模式,與室外環溫傳感器檢測到的溫度信號組成進入除霜的條件:空調器運行一段時間(約40min),室外環溫傳感器檢測到的溫度>3℃時,室外管溫傳感器檢測到的溫度≤-3℃,且持續5min;或室外環溫傳感器檢測到的溫度<3℃時,室外環溫傳感器檢測到的溫度-室外管溫傳感器檢測到的溫度≥7℃,且持續5min。在制熱模式,判斷退出除霜的條件:當室外管溫傳感器檢測到的溫度>12℃時或壓縮機運行時間超過8min。

圖1-41 室外管溫傳感器安裝位置
(5)壓縮機排氣傳感器
壓縮機排氣傳感器檢測孔固定在排氣管上面,見圖1-42,作用是檢測壓縮機排氣管溫度。在制冷和制熱模式,壓縮機排氣管溫度≤93℃時,壓縮機正常運行;93℃<壓縮機排氣管溫度<115℃時,壓縮機運行頻率被強制設定在規定的范圍內或者降頻運行;壓縮機排氣管溫度>115℃時,壓縮機停機;只有當壓縮機排氣管溫度下降到≤90℃時,才能再次開機運行。

圖1-42 壓縮機排氣傳感器安裝位置
2.傳感器特性
空調器使用的傳感器為負溫度系數熱敏電阻,負溫度系數是指溫度上升時其阻值下降,溫度下降時其阻值上升。
以型號為25℃/20kΩ的管溫傳感器為例,測量在降溫(15℃)、常溫(25℃)、加熱(35℃)的3個溫度下,傳感器的阻值變化情況。
1)圖1-43左圖為降溫(15℃)時測量傳感器阻值,實測為31.4kΩ。
2)圖1-43中圖為常溫(25℃)時測量傳感器阻值,實測約為20kΩ。
3)圖1-43右圖為加熱(35℃)時測量傳感器阻值,實測約為13.1kΩ。

圖1-43 測量傳感器阻值
五、室內風機(PG電機)
1.安裝位置
見圖1-44,室內風機(PG電機)安裝在室內機內部右側,作用是驅動室內風扇(貫流風扇)。制冷模式下,室內風機驅動貫流風扇運行,強制吸入房間內空氣至室內機、經蒸發器降低溫度后以一定的風速和流量吹出,來降低房間溫度。

圖1-44 安裝位置和作用
2.常見形式
室內風機常見有3種形式。
①抽頭電機:實物外形和引線插頭作用見圖1-45,通常使用在早期空調器中,目前已經很少使用,供電為交流220V。

圖1-45 抽頭電機實物外形和引線插頭作用
②PG電機:實物外形見圖1-46左圖,引線插頭作用見圖1-50,使用在目前的全部定頻空調器、交流變頻空調器、直流變頻空調器中,是使用最廣泛的形式,供電為交流220V。PG電機將是本小節重點介紹的內容。
③直流電機:實物外形見圖2-27左圖,引線插頭作用見2-28,使用在全直流變頻空調器或高檔定頻空調器中,供電為直流300V。
3.實物外形
圖1-46左圖為電機實物外形,PG電機使用交流220V供電,最主要的特征是內部設有霍爾,在運行時輸出代表轉速的霍爾信號,因此共有兩個插頭,大插頭為線圈供電,使用交流電源,作用是使PG電機運行;小插頭為霍爾反饋,使用直流電源,作用是輸出代表轉速的霍爾信號。
圖1-46右圖為PG電機銘牌主要參數,示例電機型號為RPG10A(FN10A-PG),使用在1P掛式空調器中。主要參數:工作電壓為交流220V,頻率為50Hz,功率為10W,4極,額定電流為0.13A,防護等級為IP20,E級絕緣。

圖1-46 實物外形和銘牌主要參數
說明:絕緣等級按電機所用的絕緣材料允許的極限溫度劃分,E級絕緣指電機采用材料的絕緣耐熱溫度為120℃。
4.內部結構
見圖1-47,PG電機由定子(含引線和線圈供電插頭)、轉子(含磁環和上下軸承)、霍爾電路板(含引線和霍爾反饋插頭)、上蓋和下蓋、上部和下部的減振膠圈等組成。

圖1-47 內部結構
5.測量引線阻值辨認PG電機引線的方法
使用單相交流220V供電的電機,線圈設有運行繞組和起動繞組,在實際繞制銅線時,由于運行繞組起主要旋轉作用,使用的線徑較粗,且匝數少,因此阻值小一些;而起動繞組只起起動的作用,使用的線徑較細,且匝數多,因此阻值大一些。
每個繞組共有兩個接頭,兩個繞組共有4個接頭,但在電機內部,將運行繞組和起動繞組的一端連接在一起作為公共端,只引出1根引線,因此電機共引出3根引線或3個接線端子。
(1)找出公共端
見圖1-48左圖,使用萬用表電阻檔,逐個測量室內風機線圈供電插頭的3根引線的阻值,會得出3次不同的結果,RPG10A電機實測阻值依次為981Ω、406Ω、575Ω,阻值關系為981=406+575,即最大阻值981Ω為運行繞組阻值+起動繞組阻值的總和。
在最大阻值981Ω中,見圖1-48右圖,表筆接的引線為運行繞組(R)和起動繞組(S),空閑的1根引線為公共端(C),本機為白線。

圖1-48 3次線圈阻值和找出公共端
(2)找出運行繞組和起動繞組
一表筆接公共端白線C,另一表筆測量另外2根引線阻值。
阻值小(406Ω)的引線為運行繞組(R),見圖1-49左圖,本機為棕線。
阻值大(575Ω)的引線為起動繞組(S),見圖1-49右圖,本機為紅線。

圖1-49 找出運行繞組和起動繞組
6.查看電機銘牌辨認PG電機引線的方法
見圖1-50,銘牌標有電機的各個信息,包括主要參數及引線顏色的作用。PG電機設有兩個插頭,因此設有兩組引線,電機線圈使用M表示,霍爾電路板使用電路圖表示,各有3根引線。

圖1-50 根據銘牌標識辨認引線功能
電機線圈:白線只接交流電源,為公共端(C);棕線接交流電源和電容,為運行繞組(R);紅線只接電容,為起動繞組(S)。
霍爾反饋電路板:棕線Vcc為直流供電正極,本機供電電壓為直流5V;黑線GND為直流供電公共端地;白線Vout為霍爾信號輸出。
六、室內風機(離心電機)
1.安裝位置
見圖1-51,室內風機(離心電機)安裝在柜式空調器的室內機下部,作用是驅動室內風扇(離心風扇)。制冷模式下,離心電機驅動離心風扇運行,強制吸入房間內空氣至室內機,經蒸發器降低溫度后以一定的風速和流量吹出,來降低房間溫度。

圖1-51 離心電機安裝位置和作用
2.分類
(1)多速抽頭交流電機
多速抽頭交流電機實物外形見圖1-52左圖,使用交流220V供電,運行速度根據機型設計通常分為2速-3速-4速等,通過改變電機抽頭端的供電來改變轉速,使用在全部柜式定頻空調器、柜式交流變頻空調器、柜式直流變頻空調器中,是目前應用最多也是最常見的離心電機形式。
圖1-52右圖為離心電機銘牌主要參數,示例電機型號為YDK60-8E,共有兩個轉速,使用在2P柜式空調器中。主要參數:工作電壓交流為220V,頻率為50Hz、功率為60W,8極,運行電流為0.4A,B級絕緣,堵轉電流為0.47A。

圖1-52 多速抽頭交流電機
(2)直流電機
直流電機使用直流300V供電,轉速可連續寬范圍調節,室內機主板CPU通過較為復雜的電路來控制,并可根據反饋的信號測定實時轉速,通常使用在全直流柜式變頻空調器或高檔的定頻空調器中。
3.內部結構
見圖1-53,離心電機由上蓋、下蓋、轉子、上軸承、下軸承、定子、線圈、連接線和插頭等組成。

圖1-53 內部結構
七、室外風機
1.安裝位置和作用
室外風機安裝在室外機內部左側的固定支架,見圖2-48左圖,作用是驅動室外風扇(軸流風扇)。制冷模式下,室外風機驅動室外風扇運行,強制吸收室外自然風為冷凝器散熱,因此室外風機也稱為“軸流電機”。
2.分類
(1)單速交流電機
實物外形見圖1-56左圖,使用交流220V供電,運行速度固定不可調節,是目前應用最廣泛的形式,也是本小節將重點介紹的類型,常見于目前的全部定頻空調器、部分交流變頻空調器和直流變頻空調器的室外風機中。
(2)多速抽頭交流電機
實物外形和引線插頭作用見圖1-54,使用交流220V供電,運行速度根據機型設計通常分有2速或3速,通過改變電機抽頭端的供電來改變轉速,常見于早期的部分定頻空調器和變頻空調器、目前的部分直流變頻空調器中。

圖1-54 多速抽頭交流電機
(3)直流電機
實物外形和引線插頭作用見圖1-55,使用直流300V供電,轉速可連續寬范圍調節,使用此電機的室外機設有電路板,CPU通過較為復雜的電路來控制,常見于全直流掛式或柜式變頻空調器以及高檔的定頻空調器中。

圖1-55 直流電機
3.單速交流電機
實物外形見圖1-56左圖,單一風速,共有4根引線。其中1根為地線,接電機外殼;另外3根為線圈引線。
圖1-56右圖為銘牌參數含義,電機型號為YDK35-6K(FW35X)。主要參數:工作電壓為交流220V,頻率為50Hz,功率為35W,額定電流為0.3A,轉速為850r/min,6極,B級絕緣。

圖1-56 實物外形和銘牌主要參數
說明:B級絕緣指電機采用材料的絕緣耐熱溫度為130℃。
4.室外風機結構
此處以某款空調器單速室外風機為例,電機型號為KFD-50K,4極34W。
(1)內部結構
見圖1-57,室外風機由上蓋、下蓋、轉子、上軸承、下軸承、定子、線圈、連接線和插頭等組成。

圖1-57 內部結構
(2)溫度保險
見圖1-58,溫度保險為鐵殼封裝,直接固定在線圈表面,外殼設有塑料套,保護溫度為130℃,斷開后不可恢復。

圖1-58 溫度保險
當溫度保險因電機堵轉或線圈短路,使得線圈溫度超過130℃后,溫度保險斷開保護,由于串接在公共端引線,斷開后室外風機因無供電而停止運行。