空调器风扇电机选型分析

T链掣l·论述 选型分析 河南新飞电器有限公司何晖 本文提出了空调器上风扇电机的选 型方法及实验方法。 关键词：定频；空调；风扇电机 1空调嚣风扇电机的分类 应用于普通定频空调的风扇电机主要 是单相交流电机和三相交流电机，在三匹 以下空调器多使用单相交流电机，其中室 内风扇电机和室外风扇电机通常使用的都 是单相交流异步电动机。 就材料而言，空调风扇电机又分为铁 壳电机和塑封电机。前者用做室外风扇电 机和柜式空调的室内风扇电机，后者主要 用于壁挂式空调器的室内风扇电机，一般 为PG电机。PG电机是一种带有霍尔元件的 电机，霍尔元件被安装在电机的内部，正 常时风机每转一周，霍尔元件输出一个或 几个脉冲信号，当风扇电机转速高时，其 输出脉冲信号频率高；当风扇电机转速低 时，其输出脉冲信号频率低。输出的脉冲 信号被单片机采集。然后通过调整可控硅 的导通角，从而调整PG电机的工作电压， 进行风速的自动控制。甩开霍尔元件后， 塑封电机也就是单相异步电动机。 圈1风量曲鲣 2空调嚣风扇电机的实验方法 (1)功率试验 风扇电机的功率与环境温度、结构、 电机的转速有关。因此测试功率时一般在 25℃环温，额定220V，50Hz的稳压电 源、额定转速条件下进行测试。 选择一款匹配适合的空调风扇电机， 无论是室内风扇电机还是室外风扇电机， 都应当在带有额定负载的整机情况下测 试。其中风道的设计尤为关键，风道的缺 陷会使风量发生突变，而风量变化会直接 影响功率的变化。在实验室能直观地看到 这一现象，如图1所示。 (2)温升试验 按照国标GB4706．1第ll章要求，电机需 要做发热试验(即温升试验)，通常按照电 阻法测试。试验时首先将电机放置于接近常 温的某一恒定温度(一般为25t2℃)下平 衡至稳定状态，量取主、副绕组初始的冷态 阻值。然后整机运行至平稳状态后(一般运 行平稳需要2—3小时)，断开电源在其后的 几个短的时间间隔，尽可能快地进行几次电 阻测量，以便能绘出对时间变化的曲线，用 其确定电机断电瞬间的热态电阻值。 做温升试验时可以在电机表面帖上热 电偶测取温度值，待表面温度蓝线趋于平 滑时即可判断运行稳定，这时可以停机测 量热态阻值。如图2所示： 豳2温升试验通度曲墟 {{一’ij／／_ × ／ ；；晶一：罱===k茹一一 绕组温升由下式计算求得： △f-【【岛’R．)很-】lk+t-)-{12．fll 式中： tr试验开始进行的环境温度； 12一试验结束时的环境温度； △。—绕组温升； 品一试验开始时绕组的冷态电阻； R2一试验结束时绕组的热态电阻； k一对于铜绕组，等于2345；对于铝绕 组，等于225。 铁壳电机在温升试验时。可以使用 。．94’1．06倍额定电压之间的最不利电压供 电，此电压应该是恒定的工作电压。 (3)堵转试验 堵转试验中，将电机的定子卡死，电 机在接通1．1倍的额定电压，28t2℃的环 境温度下，连续运行15天(360h)。如果 绕组温度低于90℃以下，当稳定状态达到 后，试验不再进行。 做堵转试验时也可以在电机表面帖上 热电偶测取温度值，观察电机保护嚣开停 状态。如图3所示： l霸8蒲糟试嘧疆摩赡蟪 一i⋯⋯⋯’1⋯—一!。一⋯⋯—‘?⋯⋯—i⋯⋯! 毒菇g搿兹；搿裂痨：o毒彰 —v一；．⋯．；⋯⋯～}⋯⋯0一÷⋯，。j =：l：⋯j二：：三：：j二了■=}二二j o⋯；一 l⋯⋯I——⋯；⋯⋯；⋯一{ ’⋯；—2一jk。一^⋯‘；—-- 嚣‰一嚣===盘=：_～一一 (4)噪音试验 噪音试验通常不能放在整个设计实验的 最后阶段，应该在功率试验之前进行摸底。 摸底结果不超标时可以进行上述实验，最后 再做噪音试验是起到一个检验细化的作用。 因为有一部分异常噪音在噪音实验室不能够 测出，如图4所示。 一台正常电机的噪音曲线如图4{a)， 另一台电机轴承有噪音的电机噪音曲线如 图4lbJ。 圈4实啦塞对比实验结果 从图4可以看到噪音没有很大的区别， 且都不超标。但是检测室能听到类似“哼 哼⋯⋯”，“嗡嗡⋯⋯”等不同的异常声 音，造成这些声音的原因多种多样，要 ——辨别。 3室内风扇电机的选型方法 室内风扇电机选型时应着重注意电机 与整个机身的结构配合方面的问题。特别 是壁挂式空调嚣室内机结构紧凑，每一个 零部件都需要全面考虑。 万方数据 (1)功率确定 确定室内风扇电机功率时，首先要在 系统试验摸底实验完成后，基本确定了电 机的转速，其次要进行噪音摸底实验，确 定电机能够满足这款空调设计的需求，而 后再进行功率试验。 功率试验时要考虑空调器的整机结 构。首先要确定面板的结构。过滤网的材 料和结构，风扇叶片的角度和片距确定， 导风叶片的角度这几项内容。其次要求整 机零部件全部安装到位，用遥控器将导风 叶片打到出风量最大的位置。转速设定为 高速，然后按照前述要求进行功率测试。 (2)温升试验 室内风扇电机进行温升试验时，在热 态电阻的取值时，应该将电机的热态运行 的环温定得高些，室内风扇电机为3S℃。 在高环温下做热态电阻试验可以考察风扇 电机的保护器是否会误动作。 带PG反馈的塑封电机做温升试验时有 两种方式：—种是带控制板，在额定高速下 按照上述温升试验方法做试验；另一种是去 掉控制板，甩掉PG反馈部分，电机直接在 220V的电压下按照上述温升试验方法做试 验。两种方法做出的结果应该以较为苛刻 (数值小)的温升值为判断标准为宜。 另外，在做温升试验时需要同时考察 外壳的表面温度，表面温度直接影响挂机 的室内风扇电机的压板和橡胶减震圈，如 果运行时的表面温度太高，会加速电机塑 料压板和橡胶垫的老化，影响整机寿命。 所以电机的表面温度平均为80℃为宜。 (3)堵转试验 堵转试验时要考察一下温控器是否动 作一致。温度点尽量地贴近温控器处，以 便观察开停点温度的一致性。 (4)噪音试验 ’室内机的噪音非常重要，是产品的关 键，也是用户最关心的问题。如前所述有部 分异常噪音在噪音实验室不能够测出，这部 分异常噪音产生的原因比较复杂，有的是电 机电磁声音(这是电机本身设计的原因)； 有电机轴承内部润滑油凝固摩擦发出的声 音；有风扇轴套的摩擦声音(与电机配合的 结构零部件有关)；有电机与风扇不匹配发 出的声音(与扇叶的材料与重量有关系)； 有出风口不均的呼呼风声(多与空调的风道 设计有关)等，需要仔细辨别。 4室外风扇电机的选型方法 (1)功率确定 确定室外风扇电机功率时，首先要 在系统试验摸底实验完成后，基本确定了 室外电机的转速，其次要进行噪音摸底实 验，确定室外电机能够满足这款空调设计 的需求，而后再进行功率试验。功率试验 时要求整机确定的零部件必须全部安装到 位，电机运行Q5h后，在达到额定转速时， 按照前述要求进行测试功率。 (2)温升试验 在热态电阻的取值时，同样也应该将 电机的热态运行的环温定的高些，以便考 察风扇电机的保护器是否会误动作，一般 将环境温度设为43℃。 (3)堵转试验 同样室外风扇电机在傲堵转试验时要 考察一下温控器是否动作一致，开停点的 温度要均匀广致。 (4)噪音试验 国标上室外机的噪音值虽然要比室内 机高。但也会有部分异常噪音在噪音实验 室不能够测出。这部分噪音包含电机电磁 声音，电机轴承摩擦声，有电机与风扇不 匹配发出的声音，也需要仔细辨别。 5结束语 在空调器风扇电机选型时，整机零部 件一定要装配整齐，因为空调器各个部件 不是各自孤立存在的，各个零部件都是相 互关联的。比如，换热器的片距变了，会 影响风量、换热量、电机功率、噪音。轴 流风扇、离心风扇、贯流风扇的扇叶角度 变了，同样会影响上述参数。因此在任何 一个关键因素变化时，需要将风扇电机的 选型实验重新进行验证，以保证空调设计 性能优化。)Ir 参考文献 ll旃信变频空调器原理与维修人民邮电出版社2003 【编辑：李鹏】 万方数据 空调器风扇电机选型分析 作者： 何晖 作者单位： 河南新飞电器有限公司 刊名： 家电科技 英文刊名： CHINA APPLIANCE TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2009，""(23) 被引用次数： 0次 相似文献(10条) 1.会议论文 谷东照.刘建刚 定频分体壁挂式空调器的高能效技术 2004 电力紧张使得越来越多的人考虑购买高效节能的空调产品,同时针对当前供电紧张的情况,国家也将出台更严格的空调节电新标准,这都将大大促进高 能效空调的发展;针对目前市场上定频空调居多的现状,本文阐述的是关于提高定频分体壁挂式空调能效比的几点技术. 2.学位论文 蔡宁 变频空调器运行能效分析 2007 房间空调器是家用电器中的用电大户,随着能源的日益紧张,空调器的节能性已越来越受到重视。变频空调由于相对于定频空调具有较高的运行能效 ,其应用越来越普遍,因此,对变频空调的运行能效进行全面分析,研究提高其能效的方法,是很有必要的。 正如能效比(EER)的高低是定频空调节能与否的评价指标,变频空调运行能效的优劣主要是通过制冷季节能效比(SEER)的高低来体现,本文通过研究国 内、外空调标准中变频空调SEER试验及计算方法的相关要求,对变频空调的运行能效进行深入分析。 本文首先介绍了美国ARI 210/240标准、日本JISC9612标准和中国GB/T7725标准中有关变频空调的SEER试验与计算方法,并研究了各种方法的差异。 然后,分析了制冷季节需要制冷的各温度发生时间、建筑物制冷负荷线、效率降低系数等变频空调SEER计算过程的各种影响因素,以及SEER简化计算方法 与一般计算方法的偏差。最后,通过对变频空调进行不同状态下的SEER对比试验,分析在设计及应用中提高变频空调运行能效的途径。 3.会议论文 王金兴 探索"定频风机的变风量控制" 2006 众所周知风管机具有许多优点,特别是它的能效比高,而对于采用相同功率压缩机的风管式空调机组和冷水机组,风管机提供的冷量是冷水机组的 1.2倍.因此,在机组供冷能力相同的情况下,风管式空调机组要比冷水机组节能15％～20％,又能方便地引入新风,在一定程度上解决了室内新风的需求,室 内的空气品质能得到较大的改善.保证室内气流场及温度场分布均匀.真正让人感到舒适的享受.其次风管式空调系统在送、回风管道系统中无滴水之灾 ,系统结构比较简单,维护保养方便,造价也低于多联机和水管机.但为什么风管式空调机组的市场占有率只有34％呢?因为它最大的缺点是:空调系统中的 一开全开方式,对各个空调单元的温度难以独立控制;本文探讨风管式空调机组定频风机的变风量控制， 改变风管机的控制方法实现空调单元独立控制。 4.期刊论文 姚配安.杨光明 定频压缩机一拖二智能商用空调机运行模式的设计研究 -长沙理工大学学报（自然科 学版）2002,14(3) 介绍了智能商用空调一拖多系统中,用定频压缩机取代变频压缩机来实现一拖多的优势所在,并对定频一拖二商用空调的制冷原理,特别是空调机在各 运行模式状态下的相关系统设计作了重点探讨. 5.学位论文 赵涛 户式水冷中央空调系统的变频定频综合控制技术 2006 本文首先介绍了户式中央空调的分类及其特性，包括风管式系统、VRV系统和冷热水机组的特点。同时介绍了这三种类型的产品目前在全球的市场状 况，结合中国国情，户式冷水中央空调是中国市场的主要方向。针对户式冷水中央空调系统目前存在的问题，将交流调速控制技术和模糊控制技术引入 到机组压缩机控制系统和回水温度控制系统中去，并完成了系统控制器的硬件设计和软件开发。在这过程中，作者详细介绍了户式冷水中央空调系统控 制器的组成结构，对设计中关键的硬件电路、新型集成电路芯片、IPM模块作了具体描述。本系统中，对压缩机进行控制的交流调速技术采用的是电压空 间矢量(SVPWM)变频控制技术。因此，对该技术作了深入分析，通过IPM模块和单片机芯片的控制加以实现。另外，作者对模糊控制器的设计作了较多研 究，结合对户式冷水中央空调回水温度控制，完成了对其的模糊控制器的设计。通过PID控制器和模糊控制器对户式冷水中央空调回水温度控制在 MATLAB的仿真实验，说明了模糊控制器的引入，改善了系统温控性能，符合最初设计要求。 6.会议论文 姜宁 浅析电子膨胀阀在目前机房专用空调的运用 2008 节能降耗是供电电子产品发展永恒的主题，机房空调的节能是今年用户和厂家的主要研究课题。对于定频压缩机采用电子膨胀阀取代热力膨胀阀 ，据某用户现场测试报告，能节30～40％，为验证这一数据的真实性，我们进行了两种阀的对比试验。本文重点介绍了试点改造后的对比数据，热力膨 胀阀与电子膨胀阀在目前定频机房空调(压缩机)情况下，电子膨胀阀没有明显优势。 7.期刊论文 业内人士预测:到今年底普通定频空调将被淘汰 -今日科技2004,""(6) 去年以来中国紧张的供电形势已经给家电厂商带来了麻烦.继上海市经委率先提出今年夏季统一使用变频空调,节约用电的倡议后,近日,有业内人士 预测,2004年底占据80%强的普通定频空调将被淘汰.今年的空调市场容量约为1500万台,也就是说,今年将会有1200万台空调面临销售难题.这同时也意味 着,很多厂家将会因此而在空调业的连年争战中彻底倒下去.而对于做变频空调的厂商而言,这也许是一次不战而胜的绝好机会. 8.期刊论文 上海市制冷学会成功组织"上海市场促进节能空调发展研讨会" -制冷技术2009,29(4) 为了促进中国的节能减排,促进节能空调器的推广,从今年开始,国家对于高效定频空调器进行补贴,上海市在国家补贴的基础上,加大了对于高效节能 空调的补贴,并且交补贴的范围推广到变频空调器. 9.期刊论文 张肖璞.钟凯舰.Zhang Xiaopu.Zhong Kaijian 基站用定频空调温度控制节能模式研究 -电信工程技术 与标准化2008,21(12) 本文通过理论研究和实验数据分析论证在使用电子膨胀阀或热力膨胀阀的基站定频空调中,根据基站热负荷特点合理设定基站工作温度,放宽基站定 频空调温度控制范围,能有效减少基站定频空调压缩机启停的次数,减少压缩机运行时间,提高空调运行能效,从而显著降低空调能耗. 10.期刊论文 陆东铭 变频空调与定频空调的节电性能比较 -家电科技2007,""(8) 变频空调能效标准在即将实施的最后阶段,遭到了一些主要变频空调厂家的联合反对.其主要原因是即将出台的变频空调能效标准把变频空调与定频 空调的能效指标放在不同的平台上进行比较,并且容易造成消费者误解变频空调的节能性,不利于变频节能空调的推广. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jydqkj200923031.aspx 下载时间：2010年6月30日