传感器与变频空调不升频导致空调制冷或制热不良的维修技巧

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传感器与变频空调不升频导致制冷/热不良，是是前空调维修的一个热点和难点。传感器问题导致空调制冷/热不良现象较为常见而且容易诊断，但压缩机不升频故障影响因素比较多，查找起来比较麻烦，下面笔者将这些年维修经验总结成文与大家分享，不当之处恳请批评指正。
一、传感器问题导致制冷/热不良
1.定频空调中的传感器
        在定频空调中，由于压缩机是恒定转速运转，毛细管作为节流装置，其长度、孔径也是恒定的，无法对冷媒流量、过热度等进行调节控制，所以，内机通常设置室温和管温传感器各一个，冷暖空调的外机还设置有-个管温除霜传感器。
2.变频空调中的传感器
       在变频空调中，尤其是直流变频空调，由于压缩机采用变转速控制，节流装置采用电子膨胀阀进行流量调节，从而实现对冷量过热度等控制。室内机通常设置一个室 温传感器、一至两个管温传感器(有些空调制造企业在内机热交换器上使用一个管温传感器;而又有些企业使用两个传感器，把另外一个管温传感器安装在压缩机吸气口管路上，通过室内热交换器的中段和压缩机吸气口传感器检测的温差来控制电子膨胀阀开度，从而控制其流量、过热度)。室外机一般设置一个排气管口(或压缩机顶盖)传感器、一个室外热交换器管温传感器、还有一个外部环境温度传感器(有些品牌的空调没有此传感器)。
二、变频空调不升频导致制冷/热不良
        变频空调压缩机不升频问题涉及因素较多，大概归纳一下主要由以下问题引起。

        1.室内机室温传感器问题
                如图1所示，为什么室内机室温传感器问题会导致制冷/热不良?首先，说明其正常机理。例如，夏季时，如果房间温度是30°C，用户开机并通过遥控器调节至25°C，说明室温与设置有5°C的温差，通过室温传感器采集的温度数据转化为电压信号传送至内机CPU，CPU就会依据送入的电压值与设定值作比较，通过通信线传送数据至外机，外机依据传送的数据信息经外机CPU处理后，输出不同占空比的PWM脉冲，经驱动模块控制压缩机的运转频率，由此来实现转速与冷量的控制与匹配。
       其次，如果室温传感器老化、漂移、性能不良等都有可能导致采集温度数据误差大，转化为电压信号传送至内机CPU不准确，此时通过数据比对，虽然还没有达到或者接近25°C设定值，但由于室温传感器阻值异常而判定已达到了设定温度值，所以刚开机不久压缩机还处于中低频段时就不再升频了。

        2.外机排气温度传感器问题
                变频空调在外机上一般都设置并安装了一个压缩机排气温度传感器，如图2所示。该传感器用于检测压缩机的排气温度。如果因热交换不良、系统微堵、冷媒充注过量等，导致压缩机排气温度达到95°C(不同厂家不同冷媒产品略有变化)就会限制升频，使之维持该频率甚至还会降频运转，这样能有效保护压缩机，但是用户就会感觉到制冷/热不良的现象。

                另外，还有一些厂家把此传感器放置于压缩机顶部外壳，如图3所示，通过检测其压缩机表面温度来进行频率控制、保护等。
       
        3.热交换等问题
                在检修变频空调不升频时，还要注意室内、室外热交换器的热交换效果是否有问题。制冷时，在室外热交换器的底部放置了一个管温传感器，如图4所示，用于检测热交换效果、过冷度，以及制热时用于除霜控制;制热时，在室内热交换器也至少安装了一个管温传感器，用于检测制热时管温的情况以及防冷风控制。如果某台变频空调启动制冷模式时，因外风机运转不正常、冷凝器脏堵、制冷系统微堵冷媒充注量过多等，都会导致高压压力过高，冷凝温度变高，此时室外热交换器底部传感器检测到超过60°C(不同厂家不同冷媒设计方案会有出入，当然也有部分厂家在芯片写程序时没有此功能，转而由排气温度传感器取代)，就会采取压缩机限频措施，以保护空调。
       
4.压缩机过电流
        变频空调如果运转至某频点不再升频，有可能是压缩机本身或系统原因导致过电流所致，为了保护压缩机以及电控系统，往往采用不升频(限频)的控制模式。
       (1)某变频空调驱动压缩机的模块内部有六只功率管，通过其外部的一只或者三只无感电阻接地，然后引出并放大后送到外机CPU及本身的IPM(驱动模块)作检测与保护用途，用于检测压缩机运转的相电流与转子位置，如果电流过大就会控制模块、CPU使压缩机不再升频，维持原有频率甚至还降低频率运转，这样制冷/热能力被限制，用户就会觉得空调制冷/热效果不理想;
      (2)有些变频空调还通过采集直流母线电流来限制压缩机频率(当然要结合空调芯片及算法方案);
      (3)有些厂家通过检测压缩机驱动模块工作时的温度，来限制压缩机运转频率。
5.PFC电路异常导致一升频就保护
       目前的变频空调为了提高功率因数，改善电源质量，提高其利用率，往往电路中都设置了PFC电路。在实际维修中遇到过空调开机低频运行时基本正常，几分钟后-旦升频就 出现保护停机现象。这类故障不好修，电源、过负荷、压缩机、驱动模块等均会导致此问题。
        本着先简后繁的原则，首先测量AC220V输入电源是否正常，如果正常则把万用表置于直流电压挡，不间断测量直流母线电压是否在升频时骤降。一般PFC电路正常时该电压为DC320V~DC360V左右(不同品牌、不同冷媒、不同芯片算法以及不同能效比的机子会有差异)，如果测得电压过低，以格力为例，壁挂机可能会报"U3"、"PL"故障码，柜式空调报“PU"故障码。由于空调仅在低频时有短时间运转，因此制冷/热效果比较差。
三、检修实例
        例1:一台美的1HP壁挂式直流变频分体空调，压缩机不升频，制冷/热不良。分析检修:上门检修，该机是美的直流变频2代空调，，用户反映制冷效果不理想。夏季室内温度约为30°C，用遥控器把温度设置在25°C时，仅内机送风而外机一直不运转，当把制冷温度设置至18°C时，压缩机低频启动，按理应该在4min~5min后依据室内与设置温度的温差值逐步升至中、高频运转，通过观察一直不升频，所以用户说制冷/热效果差问题。
       初步估计室内温度传感器不良所致。首先，在断电情况下测量TP室温传感器阻值为12.4kΩ (环境温度30°C时测量)， 明显有问题，正常在30°C时此传感器阻值应该在7.9kΩ。为了验证结论，与室内机管温传感器进行测量比对(室内机管温与室温传感器一般使用同一规格阻值的传感器，美的常用10kΩ/25°C)，在30°C时测得内机管温传感器阻值是8kΩ(变大)，相关电路如图5所示。
       
               正是因为室温传感器阻值变大导致检测到的TP与电阻R86分压数据变小，误认为已经达到了20°C的环境温度(20°C时传感器阻值为12.4kΩ左右)对应的电压数据值，仅仅比设定的18C高29°C，由于接近设置的温度所以空调一直以低频运转。而如果使用遥控器把温度调高，例如调至25°C，这样由于25°C对应的阻值是10kΩ，通过TP与R86分压值相对较大，送到CPU比对并默认为已达到温度停机，所以外机不运转，把室温传感器拿到冰水中浸泡其阻值也是12.4kΩ左右，说明该传感器已损坏，更换后故障排除。
       提示:如果遇到传感器损坏一定不要换错了，美的的内机管温、室温传感器大部分是10kΩ/25°C，排气温度传感器是50kΩ/25°C，如果维修替换时更换的规格不一致，也会导致压缩机不升频或者一直处于高频状态，因此更换时要注意检查比对。
       例2:一台海信1HP壁挂式直流变频分体空调，压缩机不升频，制冷/热不良。分析检修:上门检修，开机调至制冷模式，室内机制冷，风口送风，把遥控器温度调至18C，制冷效果仍然不理想。认真观察，发现室外压缩机刚开始低速运行之后慢慢变为中高速，但是5min后又降频并-直处于低速运转再也不升频。到外机处用手摸感觉室外风机出风量很小，风很热，但外风机转速并不低，观察室外热交换器翅片已严重堵塞。为了验证是否由于室外热交换器翅片脏堵导致压缩机不升频，运行过程中用自来水一直喷淋室外热交换器的翅片， 果然听见压缩机“吱吱”升频运转声音，此时压缩机转速变高制冷量变大，制冷效果明显改善。
        为什么室外热交换器翅片脏堵会导致压缩机不升频?因为在压缩机的排气口处安装了一个排气管管温传感器，用于检测排气温度。制冷时，如果外机热交换器热交换效果不良，就会导致冷凝温度高冷凝压力高，这样蒸发温度蒸发压力也变高，从而使压缩机吸/排气温度、压力也会变高，当检测到排气温度大于95C或者冷凝温度大于60°C时，都会进入压缩机限频。
        该机使用涤尘翅片清洗剂彻底洗净后，空调恢复正常。
        例3:一台格力1.5HP 壁挂式直流变频分体空调，制冷/热不良，一升频就保护停机，并报“U3”故障代码。分析检修:上电开机，室内机工作室外机也开始运转，由于正值夏季所以设置的是制冷模式，发现室内机风口能出冷风，听压缩机运转声音很轻(转速比较慢)，约3min后压缩机尝试多次升频就是不成功，报“U3"故障代码。开始以为是压缩机问题，细查后一切正常，前面几分钟能制冷说明制冷系统没有问题，也就是说不可能由于堵塞造成压缩机电流变大而报故障停机。
        为了快速搞清楚故障原因，再次开机使用钳表测整机电流，用万用表测量直流母线电压，刚运行时钳表显示电流是2.3A，然后慢慢上升，而直流母线电压是DC326V，当升频时电流变大至3.1A，直流母线电压下降，降至约DC250V时，外机压缩机、风机停转，内机显示"U3"故障代码(格力有些机子会显示“PI”;有些不显示;还有些可能会显示“H5"代码)。
        检测插座电源电压AC223V正常，显示“U3"代表直流母线电压骤降，"PI”代表直流母线电压过低保护，什么原因导致?
       
        低频时压缩机运转正常，升频时直流母线电压下降，按理压缩机在任何段运转其母线电压都在DC320~DC360V之间(不同品牌、机型和能效比其算法有区别)。断电，测量母线电压保护电路，如图6所示，电阻R201、R203及电容C203均正常。为安全起见，对电控板检修前给直流母线滤波大电容放电，发现放电灯泡微亮且时间很短，于是怀疑滤波电容有问题。如图7所示，拆下后测量电容容量一只仅为23uF，而另外一只为26pF，而电容铭牌上标注680uF，明显比正常容量少太多了。该机因为电容储能有问题从而导致欲升高频时电流供给不足而拉低电压。后来回想整个维修过程时，确实在升频前听见比较大“吱吱”声，估计是PFC电路工作频率升高所产生声响。换为两个知名品牌的680uF/450V电容后，故障排除。
       
        例4:一台格力1HP壁挂式直流变频分体空调，压缩机不升频，制冷/热不良。分析检修:上电开机，制冷模式时，用遥控器把温度调节至最低，发现该机压缩机一直处于中低频段运行，就是不升频，也不报故障码，导致制冷/热不够理想。测量内外机各室温、管温传感器均正常;测量外机板电压， +15V、+12V、+5V、+3.3V ，也正常。问题在哪儿呢?
       由于一时难以速修，把外机电控板拆下后带回店修。通过检查，发现PFC电路MOS管Z1的控制极G极电压偏低。该控制原理图如图8所示，正常时电压应该在DC13V~DC15V之间。用示波器测量CPU的64脚输出方波，正常，但是测量Z1的G极，偏低，检查外围元件没有问题，更换U205(S4427 )后，故障排除。
       
       小结:在本例中，还遇到过因为CPU的问题，而导致不升频的故障。该机是一台格力变频空调，检修中发现，哪怕设定温度与室温的调节温差再大，压缩机也一直处于中低频运行状态。检查各路电压、传感器PFC电路、冷媒、热交换等，均正常，但CPU的64脚却输出等幅度且频率一致的方波，明显不正常，正常时64脚输出应根据压缩机的频率变化而变化，通过采集数据，使CPU输出的PWM脉冲自动调节其占空比，从而保障电流能跟上电压波形变化，确保电源的利用率与设备功率因数。将80脚CPU换新，如图9所示，机器恢复正常。如果有条件的维修师傅也可以重刷该CPU数据试试。
       
               结束语:空调制冷/热不良，导致的原因还有很多，例如系统堵塞、一有水分等，此系列就不再一一探讨，敬请读者留意本刊往期内容。

阿呆

谢谢分享！

李建春

谢谢分享，学习了