摘 要：本文主要介紹臺達E 系列
變頻器在汽車空調壓縮機上的應用。E 系列變頻器通過內建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，同時根據溫度進行自動調節溫度。
關鍵詞：空調壓縮機 臺達E系列變頻器 內建PLC
1 引言
汽車市場的飛速發展，勢必帶動相關產業的發展。汽車空調作為汽車必備的舒適功能，也遇到了前所未有的發展機遇。汽車空調系統是實現對車廂內空氣進行制冷、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境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。空調裝置已成為衡量汽車功能是否完善的標志。
2 汽車空調工作原理
2.1 車載制冷系統
汽車空調最基本和復雜的是車載制冷系統。現代車載制冷系統的壓縮機動力由電機驅動。制冷系統由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發器和鼓風機等組成，如圖 1所示。車載制冷系統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。制冷系統工作時，制冷劑以壓縮和膨脹的的2種物態在這個密閉系統內循環流動。
圖1 制冷系統原理圖
2.2 冷媒循環制冷過程
制冷系統的制冷劑（冷媒）循環分為四個基本過程：
（1）壓縮過程：壓縮機吸入蒸發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器，因此時制冷劑沸點遠低于蒸發器內溫度，故制冷劑液體蒸發成氣體。在蒸發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始的進行下去，便可達到降低蒸發器周圍空氣溫度的目的。
2 臺達E系列變頻器汽車空調系統解決方案
汽車空調技術的不斷發展，壓縮機蒸發機的技術也在不斷的進步，而且隨著節能環保的呼聲越來越高，臺達機電在此大環境下，憑借其在電機驅動領域的技術領先優勢，提供了其在汽車空調行業的變頻驅動解決方案。嵌入簡易型PLC的臺達E系列智能化變頻器對于車載經湊型和經濟型驅動控制要求，具有很好的適用性。
2.1 變頻制冷系統
變頻制冷系統控制如圖2所示。系統采用臺達E 系列 15KW變頻器驅動壓縮機，7.5KW變頻器驅動蒸發機。變頻器蓄電池共線母線檢測供電電壓值，，由內部PLC程序進行運算，決定此時壓縮機和蒸發機應該工作在那種狀態，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，及控制器設定的溫度值，來計算出變頻器應該工作的頻率，使變頻器加速或減速，以調節車內的溫度變化，達到車內溫度自動調節的目的。
圖2 系統控制圖
2.2 電控系統設計
由于汽車電氣屬于直流供電系統，所以變頻器應該可以直接使用直流供電。
臺達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高或過低都會造成故障報警，而汽車的電源系統電壓一般都比較低，所以為了使系統能夠正常工作，在為汽車空調設計的專用變頻器的低電壓報警準位
就會比標準的變頻器要低一些。汽車空調電控系統如圖3所示。汽車空調電控系統工程實物如圖4 所示。
圖3 汽車空調電控系統原理
圖4 汽車空調實際系統圖
3 輸出頻率流程圖
空調系統工作時，首先要檢測電壓系統的電壓，判斷是否在正常工作范圍之內，正常啟動后變頻器內部PLC檢測的DCBUS（直流母線）值，然后根據設定好的V/F曲線計算所要輸出的頻率，控制根據空調控制器設定的溫度值轉化后送到控制PLC，PLC再將其轉換為0~10V的模擬量信號送到變頻器的AVI，即變頻器的頻率命令來源，變頻器比較兩種頻率命令值的大小，然后根據較小的頻率指令進行輸出。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 結束語
臺達E 系列變頻器內部PLC容量可到500steps，因此對于小系統的順序控制或簡單的檢測，能完全滿足要求，所以就省去了外掛PLC的成本，同時，由于PLC是內嵌在變頻器里面，就沒有兼容性和通訊等問題的存在，因此使用起來非常方便。
