1 引言

汽車(chē)市場(chǎng)的飛速發(fā)展，勢(shì)必帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。汽車(chē)空調(diào)作為汽車(chē)必備的舒適功能，也遇到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的舒適性裝備。它可以為乘車(chē)人員提供舒適的乘車(chē)環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行車(chē)安全?？照{(diào)裝置已成為衡量汽車(chē)功能是否完善的標(biāo)志。

2 汽車(chē)空調(diào)工作原理

2.1 車(chē)載制冷系統(tǒng)

汽車(chē)空調(diào)最基本和復(fù)雜的是車(chē)載制冷系統(tǒng)。汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它可以為乘車(chē)人員提供舒適的乘車(chē)環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行車(chē)安全。空調(diào)裝置已成為衡量汽車(chē)功能是否齊全的標(biāo)志之一。如圖 1所示。汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)等組成。各部件之間采用銅管（或鋁管）和高壓橡膠管連接成一個(gè)密閉系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)工作時(shí)，制冷劑以不同的狀態(tài)在這個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

2.2 冷媒循環(huán)制冷過(guò)程

通俗的來(lái)講，汽車(chē)系統(tǒng)的制冷循環(huán)可以分為一下幾個(gè)步驟：

（1） 用戶按操作程序啟動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)之后，壓縮機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下開(kāi)始工作，驅(qū)使制冷劑（R134a，一種環(huán)保型制冷劑，不會(huì)破壞臭氧層、無(wú)毒性、無(wú)刺激、不燃燒、無(wú)腐蝕性）在密封的空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，壓縮機(jī)將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機(jī)。

（2） 高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)管路流入冷凝器后，在冷凝器內(nèi)散熱、降溫，冷凝成高溫高壓的液態(tài)制冷劑流出。

（3） 高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)管路進(jìn)入干燥儲(chǔ)液器內(nèi)，經(jīng)過(guò)干燥、過(guò)濾后流進(jìn)膨脹閥。

（4） 高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流，狀態(tài)發(fā)生急劇變化，變成低溫低壓的液態(tài)制冷劑。

（5） 低溫低壓液態(tài)制冷劑立即進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣熱量，使空氣溫度降低，吹出冷風(fēng)，產(chǎn)生制冷效果，制冷劑本身因吸收了熱量而蒸發(fā)成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑。

（6） 低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機(jī)吸入，進(jìn)行壓縮，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，只要壓縮機(jī)連續(xù)工作，制冷劑就在空調(diào)系統(tǒng)中連續(xù)循環(huán)，產(chǎn)生制冷效果；壓縮機(jī)停止工作，空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑隨之停止流動(dòng)，不產(chǎn)生制冷效果。

冷媒膨脹壓縮過(guò)程周而復(fù)始的進(jìn)行下去，便可達(dá)到降低蒸發(fā)器周?chē)諝鉁囟鹊哪康摹?/p>

圖1 制冷系統(tǒng)原理圖

2 臺(tái)達(dá)E系列變頻器汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)解決方案

汽車(chē)空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓縮機(jī)蒸發(fā)機(jī)的技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，而且隨著節(jié)能環(huán)保的呼聲越來(lái)越高，臺(tái)達(dá)機(jī)電在此大環(huán)境下，憑借其在電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，提供了其在汽車(chē)空調(diào)行業(yè)的變頻驅(qū)動(dòng)解決方案。嵌入簡(jiǎn)易型PLC的臺(tái)達(dá)E系列智能化變頻器對(duì)于車(chē)載經(jīng)湊型和經(jīng)濟(jì)型驅(qū)動(dòng)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(tái)達(dá)E 系列 15KW變頻器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，7.5KW變頻器驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)機(jī)。變頻器蓄電池共線母線檢測(cè)供電電壓值，由內(nèi)部PLC程序進(jìn)行運(yùn)算，決定此時(shí)壓縮機(jī)和蒸發(fā)機(jī)應(yīng)該工作在那種狀態(tài)，來(lái)得出變頻器的輸出頻率值。同時(shí)外部PLC通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)回來(lái)的模擬量，及控制器設(shè)定的溫度值，來(lái)計(jì)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(chē)內(nèi)的溫度變化，達(dá)到車(chē)內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。

2.2 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于汽車(chē)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(tái)達(dá)E 系列

變頻器可以直流母線共線使用，所以也是可以直接由直流供電的，但考慮到只是單純的使用直流供電，所以還是建議客戶將正負(fù)接在E系列變頻器power input的R T端子，這樣既可以做到防呆作用，還能防止變頻器母線電壓回灌。

另外，如果變頻器的供電過(guò)高或過(guò)低都會(huì)造成故障報(bào)警，而汽車(chē)的電源系統(tǒng)電壓一般都比較低，所以為了使系統(tǒng)能夠正常工作，在為汽車(chē)空調(diào)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用變頻器的低電壓報(bào)警準(zhǔn)位

就會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)的變頻器要低一些。汽車(chē)空調(diào)電控系統(tǒng)如圖3所示。汽車(chē)空調(diào)電控系統(tǒng)工程實(shí)物如圖4 所示。

圖3 汽車(chē)空調(diào)電控系統(tǒng)原理

圖4 汽車(chē)空調(diào)實(shí)際系統(tǒng)圖

3 輸出頻率流程圖

空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)，首先要檢測(cè)電壓系統(tǒng)的電壓，判斷是否在正常工作范圍之內(nèi)，正常啟動(dòng)后變頻器內(nèi)部PLC檢測(cè)的DCBUS（直流母線）值，然后根據(jù)設(shè)定好的V/F曲線計(jì)算所要輸出的頻率，控制根據(jù)空調(diào)控制器設(shè)定的溫度值轉(zhuǎn)化后送到控制PLC，PLC再將其轉(zhuǎn)換為0~10V的模擬量信號(hào)送到變頻器的AVI，即變頻器的頻率命令，變頻器比較兩種頻率命令值的大小，然后根據(jù)較小的頻率指令進(jìn)行輸出。變頻制冷PLC控制流程如圖5所示。

圖5 變頻制冷PLC控制流程

4 結(jié)束語(yǔ)

臺(tái)達(dá)E 系列變頻器內(nèi)部PLC容量可到500steps，因此對(duì)于小系統(tǒng)的順序控制或簡(jiǎn)單的檢測(cè)，能完全滿足要求，所以就省去了外掛PLC的成本，同時(shí)，由于PLC是內(nèi)嵌在變頻器里面，就沒(méi)有兼容性和通訊等問(wèn)題的存在，因此使用起來(lái)非常方便。