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)基本和復(fù)雜的是車載制冷系統(tǒng)。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、換氣和空氣凈化的裝置。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齊全的標(biāo)志之一。如圖 1所示。汽車空調(diào)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。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，制冷劑以不同的狀態(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

　　通俗的來講，汽車系統(tǒng)的制冷循環(huán)可以分為一下幾個步驟：

　?。?） 用戶按操作程序啟動汽車空調(diào)系統(tǒng)之后，壓縮機在發(fā)動機帶動下開始工作，驅(qū)使制冷劑（R134a，一種環(huán)保型制冷劑，不會破壞臭氧層、無毒性、無刺激、不燃燒、無腐蝕性）在密封的空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)流動，壓縮機將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機。

　?。?） 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)管路進入干燥儲液器內(nèi)，經(jīng)過干燥、過濾后流進膨脹閥。

　?。?） 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。

　?。?） 低溫低壓液態(tài)制冷劑立即進入蒸發(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。

　?。?） 低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機吸入，進行壓縮，進入下一個循環(huán)，只要壓縮機連續(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；壓縮機停止工作，空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑隨之停止流動，不產(chǎn)生制冷效果。

　　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)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。

　　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

　　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(tǒng)電壓一般都比較低，所以為了使系統(tǒng)能夠正常工作，在為汽車空調(diào)設(shè)計的專用變頻器的低電壓報警準(zhǔn)位

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

　　圖3 汽車空調(diào)電控系統(tǒng)原理

　　圖4 汽車空調(diào)實際系統(tǒng)圖

　　3 輸出頻率流程圖

　　空調(diào)系統(tǒng)工作時，首先要檢測電壓系統(tǒng)的電壓，判斷是否在正常工作范圍之內(nèi)，正常啟動后變頻器內(nèi)部PLC檢測的DCBUS（直流母線）值，然后根據(jù)設(shè)定好的V/F曲線計算所要輸出的頻率，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(jù)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(jié)束語

　　臺達E 系列變頻器內(nèi)部PLC容量可到500steps，因此對于小系統(tǒng)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(nèi)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。

參考文獻:

[1]. PLC datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/PLC_1248813.html.
[2]. 15KW datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/15KW_2108782.html.