变频空调控制系统设计机电一体化课程设计

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1、 目录目录 1 空调器的发展和基本分类空调器的发展和基本分类 . 2 2 变频空调器的结构框图变频空调器的结构框图 . 2 3 变频空调器制冷制热的工作原理变频空调器制冷制热的工作原理 . 2 4 变频空调器的总体结构设计变频空调器的总体结构设计 3 4.1 硬件单元电路的设计硬件单元电路的设计 3 4.2 电源电路的设计电源电路的设计. 3 4.34.3 步进电机的控制电路的设计步进电机的控制电路的设计 . 5 4.44.4 各部分硬件的设计各部分硬件的设计 7 5 变频空调器的控制系统设计变频空调器的控制系统设计 9 5.1 风机的控制电路风机的控制电路 9 5.2 变频空调模型分析变频空

2、调模型分析 11 5.2.15.2.1 模型分析模型分析 . 11 5.2.2 MATLAB 仿真 . 12 5.2.3仿真结果. 12 6 软件流程图和主程序软件流程图和主程序 12 6.16.1 系统程序流程图系统程序流程图 12 6.1.16.1.1 主程序设计主程序设计 . 12 6.1.2 路温度采集程序设计. 13 6.1.3 显示部分程序设计 14 6.1.4 4 风摆电机控制程序风摆电机控制程序. 14 1 空调器的发展和基本分类空调器的发展和基本分类 随着近年来我国人民生活水平的提高， 空调越来越多的进入到普通家庭。 而定速空调与变 频空调相比，存在高能耗，低效，温度波动大，

3、舒适感较差等缺点。本次变频空调的设计可 以减小房间温度的波动， 使人感觉到舒适， 同时又能省电节能， 而且使空调的控制功能增强， 控制设计人性化， 这就为空调控制器的设计提出了更高的要求。 设计提出以后就有了对变频 空调的控制要求。按季节来分：夏季温度较高，湿度较大，空调器可以降温和减湿。冬季气 温较低而且干燥，空调器可以升温和加湿。本次设计是结合普通实物空调，在分析了其电气 控制系统的基础上，针对普通空调的缺点，在充分考虑系统安全性与可靠性的基础上，对变 频空调进行设计开发 2 变频空调器的结构框图变频空调器的结构框图 根据任务书可知，该系统需要人机界面（按键输入 LCD1602 显示） ，

4、AD 采样，以及单片机控 制部分等模块，并且可以得到以下硬件系统框图 图 3 硬件系统框图 3 变频空调器制冷制热的工作原理变频空调器制冷制热的工作原理 变频空调与普通空调或称定转速空调的主要区别是前者增加了变频器。变频空调的微 电脑随时收集室内环境的有关信息与内部的设定值比较， 经运算处理输出控制信号。 交流变 频空调的工作原理是把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块(大功率晶体管开 关组合)；同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源(合成波形近似 正弦波)，使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量， 调节制冷量或制热量。直流变频空调同样

5、把工频交流电转换为直流电源，并送至功率模块， 模块同样受微电脑送来的控制信号控制， 所不同的是模块输出受控的直流电源(无逆变环节) 送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，因此直流变频空调更省电，噪声更小。 其运行经济性、舒适性以及其特点如下： 1、 变频器能使压缩机电动机的转速无级连续可调， 其转速是根据室内空调负荷而成比例 变化的，当室内需要急速降温(或急速升温)，空调负荷加大时，压缩机转速就加快，制冷量 (或制热量)就按比例增加，当达到设定温度时，随即处于低速运转维持室温基本不变。 2、 变频空调的节流是运用电子膨胀阀控制流量， 它的室外微处理器可以根据设在膨胀阀 进出口、 压缩机中气管

6、处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度， 随时改变制冷剂的 流量。 压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应， 使蒸发器的能力得到最大限度的发挥。 同时， 由于采用了电子膨胀阀作为节流元件， 化霜时不停机， 利用压缩机排气的热量先向室内供热， 余下热量送到室外，将换热器翅片上的霜融化。 3、常规定速热泵型空调的制热量、制热系数受室外环境的影响较大。天气越冷，房间需 要的供热量就越大，然而此时由于室外温度低，蒸发温度也就越低，室外机从环境中所能提 取的热量就少，因此往往不能达到供热需求，也就是说常规定速热泵运行的热舒适性较差。 而变频热泵空调就能克服这一缺陷。在室外温度较低时，它能以较高的频率运行，因此变频 热泵在供热需求量高的寒冷天气里依旧能提供足够的供热量， 运行的热舒适性较好， 制冷亦 然; 4 变频空调器的总体结构设计变频空调器的总体结构设计 4.1 硬件单元电路的设计硬件单元电路的设计 根据前一章的理论分析， 和在理论分析基础上提出的方案论证， 最后得到设计的最终方 案， 我们就根据上面提出的方案来进行单元电路的设计。 这部分的设计是具体的硬件电路的 搭接，就是运用最基本的电器元