基于臺達PLC嵌入型變頻器的汽車空調(diào)

　　摘 要：本文主要介紹臺達E 系列變頻器在汽車空調(diào)壓縮機上的應(yīng)用。E 系列變頻器通過內(nèi)建PLC編程檢測汽車蓄電池電壓高低，決定所要運行的壓縮機頻率，同時根據(jù)溫度進行自動調(diào)節(jié)溫度。

　　關(guān)鍵詞：空調(diào)壓縮機 臺達E系列變頻器 內(nèi)建PLC

　　1 引言

　　汽車市場的飛速發(fā)展，勢必帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。汽車空調(diào)作為汽車必備的舒適功能，也遇到了前所未有的發(fā)展機遇。汽車空調(diào)系統(tǒng)是實現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的舒適性裝備。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全�？照{(diào)裝置已成為衡量汽車功能是否完善的標(biāo)志。

　　2 汽車空調(diào)工作原理

　　2.1 車載制冷系統(tǒng)

　　汽車空調(diào)最基本和復(fù)雜的是車載制冷系統(tǒng)�，F(xiàn)代車載制冷系統(tǒng)的壓縮機動力由電機驅(qū)動。制冷系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機等組成，如圖 1所示。車載制冷系統(tǒng)各部件之間采用銅管（或鋁管）和高壓橡膠管連接成一個密閉系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)工作時，制冷劑以壓縮和膨脹的的2種物態(tài)在這個密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。

　　2.2 冷媒循環(huán)制冷過程

　　制冷系統(tǒng)的制冷劑（冷媒）循環(huán)分為四個基本過程：

　�。�1）壓縮過程：壓縮機吸入蒸發(fā)器出口處的低溫低壓的制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排除壓縮機。
　�。�2）散熱過程：高溫高壓的過熱制冷劑氣體進入冷凝器，由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并排出大量的熱量。
　�。�3）節(jié)流過程：溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細小液滴）排出膨脹裝置。
　�。�4）吸熱過程：霧狀制冷劑液體進入蒸發(fā)器，因此時制冷劑沸點遠低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)過程中大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進入壓縮機。

　　冷媒膨脹壓縮過程周而復(fù)始的進行下去，便可達到降低蒸發(fā)器周圍空氣溫度的目的。

　　圖1 制冷系統(tǒng)原理圖

　　2 臺達E系列變頻器汽車空調(diào)系統(tǒng)解決方案

　　汽車空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓縮機蒸發(fā)機的技術(shù)也在不斷的進步，而且隨著節(jié)能環(huán)保的呼聲越來越高，臺達機電在此大環(huán)境下，憑借其在電機驅(qū)動領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，提供了其在汽車空調(diào)行業(yè)的變頻驅(qū)動解決方案。嵌入簡易型PLC的臺達E系列智能化變頻器對于車載經(jīng)湊型和經(jīng)濟型驅(qū)動控制要求，具有很好的適用性。

　　2.1 變頻制冷系統(tǒng)

　　圖2 系統(tǒng)控制圖

　　變頻制冷系統(tǒng)控制如圖2所示。系統(tǒng)采用臺達E 系列 15KW變頻器驅(qū)動壓縮機，7.5KW變頻器驅(qū)動蒸發(fā)機。變頻器蓄電池共線母線檢測供電電壓值，，由內(nèi)部PLC程序進行運算，決定此時壓縮機和蒸發(fā)機應(yīng)該工作在那種狀態(tài)，來得出變頻器的輸出頻率值。同時外部PLC通過溫度傳感器檢測回來的模擬量，及控制器設(shè)定的溫度值，來計算出變頻器應(yīng)該工作的頻率，使變頻器加速或減速，以調(diào)節(jié)車內(nèi)的溫度變化，達到車內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)的目的。

[$page]　　2.2 電控系統(tǒng)設(shè)計

　　由于汽車電氣屬于直流供電系統(tǒng)，所以變頻器應(yīng)該可以直接使用直流供電。臺達E 系列