Мариупольский интернет-магазин кондиционеров

Корзина
    Ваша корзина пуста!

Как устроены инверторные кондиционеры. Какие моторы в них используются и откуда берется экономия энергопотребления

Компрессор инверторного кондиционера Gree

Благодаря ряду преимуществ инверторные кондиционеры в последние годы набирают все большую популярность. В любой климатической технике максимальное количество энергии потребляет компрессор, поэтому изменение принципа управления его работой может приводить к выходу на рынок более эффективных моделей сплит-систем и тепловых насосов.

Чтобы понять, как работает инверторный кондиционер, почему он более экономичен в энергопотреблении, производит меньше шума и способен работать при более низких температурах, следует разобраться в его конструкции. Но прежде всего, это касается используемых в «инверторах» моторах и их особенностях (также неплохо было бы получить представление о том, как работает система кондиционирования в принципе).

Асинхронный двигатель переменного тока

В трехфазном асинхронном двигателе переменного тока статор имеет обмотки, которые при подаче напряжения создают вокруг себя вращающееся магнитное поле. В свою очередь обмотка ротора встроена в пазы между листами электротехнической стали. При подаче питания в роторе также создается магнитное поле, которое взаимодействует с полем в статоре, в результате чего вал двигателя начинает вращаться. Как только в статоре возникло вращающееся электромагнитное поле, ротор тоже приводится в движение и работает с ним в несинхронном режиме (расхождение составляет несколько процентов). Эта конструкция типична для трехфазного двигателя компрессора.

Бесколлекторный двигатель постоянного тока

В бесщеточных двигателях ротор изготавливается с использованием постоянных магнитов с обмоткой на статоре. Поскольку коллектор и щетки отсутствуют, устраняется проблема их износа, искрения и шума. Обмотка соединяется с электронным блоком управления, который использует микроконтроллер для определения интенсивности работы двигателя. Благодаря своей энергоэффективности, надежности бесшумности и длительному сроку службы этот вид мотора используется не только в кондиционерах, но и в насосах, стиральных машинах, холодильниках.

В конструкции инверторных сплит-систем во внутреннем блоке обычно используется вентилятор с мотором постоянного тока, вместо мотора переменного тока. Аналогично и в наружном блоке. Выбирая кондиционер, прежде чем принять решение о его покупке, следует уточнить у продавца, используются ли в нем компрессор и моторы вентиляторов постоянного тока.

Управление инвертором постоянного тока

Электронное управление является наиболее сложной частью инверторного привода (помимо самого компрессора), что значительно влияет на итоговую стоимость кондиционера. Ниже приведена схема для компрессора постоянного тока, питающегося от однофазного источника.

 Схема инверторного управления компрессором кондиционера

Первая часть – это сам конвертор, преобразующий переменный ток в постоянный при помощи четырех диодов, соединенных в диодный мост. В случае использования трехфазного источника питания для преобразования тока понадобится шесть диодов вместо четырех.

Вторая часть – это зона коррекции коэффициента мощности. Преобразователь работает хорошо, если конструкция способна скорректировать коэффициент мощности оборудования более чем на 98% по сравнению с другими решениями на базе LC-фильтров. Единственный недостаток этого метода – его высокая стоимость.

Третья часть – это непосредственно инвертор, где генерируется трехфазное напряжение для питания двигателя компрессора постоянного тока. Изначально разработчики использовали шесть IGBT-транзисторов, управляемых микрокомпьютером. Компьютер использует соответствующие сигналы для включения или выключения каждого транзистора в нужное время в зависимости от положения роторов. В итоге скорость и мощность бесколлекторного двигателя можно регулировать, изменяя напряжение, подаваемое посредством переключения транзисторов.

Бесщеточный двигатель постоянного тока компрессора будет получать напряжение, близкое к трехфазному синусоидальному напряжению, которое включает двигатель. Скорость двигателя можно регулировать от низкой до высокой, изменяя мощность, подаваемую на двигатель посредством переключения транзисторов. Таким образом, может быть достигнута контролируемая мощность всей системы кондиционирования. Например, когда охлаждение или обогрев необходим немедленно, двигатель вращается с максимальной скоростью. Когда температура в помещении стабилизируется, двигатель начнет вращаться с меньшей скоростью. Таким образом достигается экономия потребления электричества до 30% в сравнении с обычными (не инверторными) кондиционерами.

В новых конструкциях бытовых кондиционеров используются силовые модули, известные как IPM или интеллектуальные силовые модули, в которых 6 IGBT-транзисторов, схема обнаружения, датчик перегрузки и другие элементы встроены в герметичный корпус. Это похоже на интегральную схему, за исключением того, что он намного больше по размеру.

Читайте также: Инверторный кондиционер, его достоинства и недостатки, отличия от кондиционеров неинверторного типа