第二节 变频压缩机
变频压缩机是变频空调器电控系统中最重要的元器件之一，也属于电控系统主要元器件之一，由于知识点较多，因此单设一节进行详细说明。
一、基础知识
1．安装位置
见图2-27，压缩机安装在室外机内右侧部分，也是室外机重量最重的器件，其管道（吸气管和排气管）连接制冷系统，接线端子上的引线（U、V、W）连接电控系统中的模块。
图2-27 安装位置和系统引线
2．实物外形
压缩机实物外形见图2-28，其为制冷系统的心脏，通过运行使制冷剂在制冷系统保持流动和循环。
图2-28 实物外形
压缩机由三相感应电机和压缩系统两个部分组成，模块输出频率与电压均可调的模拟三相交流电为三相感应电机供电，电机带动压缩系统工作。
模块输出电压变化时电机转速也随之变化，转速变化范围为1500～9000r/min，压缩系统的输出功率（即制冷量）也发生变化，从而达到在运行时调节制冷量的目的。
3．分类
根据工作方式主要分为交流变频压缩机和直流变频压缩机。
交流变频压缩机：见图2-29左图，使用在早期的变频空调器中，使用三相感应电机。示例为西安庆安公司生产的交流变频压缩机铭牌，其为三相交流供电，工作电压为交流60～173V，频率为30～120Hz，使用R22制冷剂。
图2-29 压缩机铭牌
直流变频压缩机：见图2-29右图，使用在目前的变频空调器中，使用无刷直流电机，工作电压为连续但极性不断改变的直流电。示例为三菱直流变频压缩机铭牌，其为直流供电，工作电压为27～190V，频率为30～390Hz，功率为1245W，制冷量为4100W，使用R410A制冷剂。
4．工作原理
压缩机运行原理见图2-30，当需要控制压缩机运行时，模块输出三相平衡的交流电，经顶部的接线端子送至电机线圈的3个端子，定子产生旋转磁场，转子产生感应电动势和感应电流，与定子相互作用，转子转动起来，转子转动时带动主轴旋转，主轴带动压缩组件工作，吸气口开始吸气，经压缩成高温高压的气体后由排气口排出，系统的制冷剂循环工作，空调器开始制冷或制热。
图2-30 压缩机运行原理
5．常见故障
实际维修中变频空调器压缩机和定频空调器压缩机相比，故障率较低，原因为室外机电控系统保护电路比较完善，故障主要是压缩机起动不起来（卡缸）或线圈对地短路等。
交流变频空调器在更换模块或压缩机时，如果U、V、W接线端子由于不注意插反导致不对应，压缩机则会反方向运行，引起不制冷故障，调整方法和定频空调器三相涡旋压缩机相同，即对调任意两根引线的接线位置。
二、剖解变频压缩机
本小节以上海日立SGZ20EG2UY交流变频压缩机为例，介绍其内部结构和工作原理等。
1．组成
从外观上看，见图2-31左图，压缩机由外置储液瓶和本体组成。
图2-31 内部结构
见图2-31右图，压缩机本体由壳体（上盖、外壳、下盖）、压缩组件、电机共3大部分组成。
取下外置储液瓶后，见图2-32左图，吸气管和位于下部的压缩组件直接相连，排气管位于顶部；电机组件位于上部，其引线和顶部的接线端子直接相连。
压缩机本体由压缩组件和电机组件组成，见图2-32右图。
图2-32 电机和压缩组件
2．上盖和下盖
见图2-33左图和中图，压缩机上盖从外侧看，设有排气管和接线端子，从内侧看排气管只是1个管口，说明压缩机大部分区域均为高压高温状态；内设的接线端子设有插片，以便连接电机线圈的3个端子。
图2-33 上盖和下盖
下盖外侧设有3个较大的孔，见图2-33右图，用于安装减振胶垫，以便固定压缩机；内侧中间部位设有磁铁，以吸附磨损的金属铁屑，防止被压缩组件吸入或粘附在转子周围，因磨损而损坏压缩机。
3．储液瓶
储液瓶是为了防止液体的制冷剂进入压缩机的保护部件，见图2-34左图，主要由过滤网和虹吸管组成。过滤网的作用是为了防止杂质进入压缩机，虹吸管底部设有回油孔，可使进入制冷系统的润滑油顺利地再次回流到压缩机内部。
储液瓶工作示意图见图2-34右图，储液瓶顶部的吸气管连接蒸发器，如果制冷剂没有完全汽化，即含有液态的制冷剂进入储液瓶后，因液态制冷剂本身比气态制冷剂重，将直接落入储液瓶底部，气态制冷剂则经虹吸管进入压缩机内部，从而防止压缩组件吸入液态制冷剂而造成液击损坏。
图2-34 储液瓶
三、电机部分
1．组成
见图2-35，电机部分由转子和定子两个部分组成。
图2-35 转子和定子
转子由铁心和平衡块组成。转子的上部和下部均安装有平衡块，以减少压缩机运行时的振动；中间部位为铁心和笼型绕组，转子铁心由硅钢片叠压而成，其长度和定子铁心相同，安装时定子铁心和转子铁心相对应；转子中间部分的圆孔安装主轴，以带动压缩组件工作。
定子由定子铁心和线圈组成，线圈镶嵌在定子槽内。在模块输出三相供电时，经连接线至线圈的3个接线端子，线圈中通过三相对称的电流，在定子内部产生旋转磁场，此时转子铁心与旋转磁场之间存在相对运动，切割磁力线而产生感应电动势，转子中有电流通过，转子电流和定子磁场相互作用，使转子中形成电磁力，转子便旋转起来，通过主轴从而带动压缩部分组件工作。
2．引线
见图2-36，电机的线圈引出3根引线，连接至上盖内侧的3个接线端子上。
图2-36 电机连接线
因此上盖外侧也只有3个接线端子，标号为U、V、W，连接至模块的引线也只有3根，引线连接压缩机端子的标号和模块标号应相同，见图2-37，本机U端子引线为红线，V端子引线为白线，W端子引线为蓝线。
图2-37 变频压缩机引线
说明：无论是交流变频压缩机还是直流变频压缩机，均有3个接线端子，标号分别为U、V、W，和模块上的U、V、W3个接线端子对应连接。
3．测量线圈阻值
使用万用表电阻档，测量3个接线端子中每两个端子之间的阻值，见图2-38，U和V、U和W、V和W间的阻值应大体相等，实测阻值为1.5Ω左右。
图2-38 测量线圈阻值
四、压缩部分
1．组成
取下储液瓶、定子和上盖后，见图2-39左图，转子位于上方，压缩组件位于下方，同时吸气管也位于下方和压缩组件相对应。
见图2-39中图和右图，压缩组件的主轴直接安装在转子内，也就是说，转子转动时直接带动主轴（偏心轴）旋转，从而带动压缩组件工作。
图2-39 压缩组件
图2-40左图为压缩组件实物外形，图2-40右图为主要部件，由主轴、上气缸盖、气缸、下气缸盖、滚动活塞（滚套）、刮片、弹簧、平衡块、下盖、螺钉等组成。
图2-40 压缩组件组成
2．主要部件实物外形
（1）主轴和滚动活塞
主轴其实就是一根较粗的长轴，见图2-41左图，上部连接电机的转子，下部连接压缩组件（大部分位于气缸内），在连接气缸的中间部位设计有偏心轴，用于驱动滚动活塞。为了消除偏心轴在运行时引起的振动，在主轴的下部设计有平衡块。
滚动活塞（滚套）见图2-41右图，内侧对应主轴上的偏心轴，偏心轴推动滚动活塞外侧沿气缸内壁转动，以压缩制冷剂气体。
图2-41 主轴和滚动活塞
（2）气缸和刮片弹簧
气缸见图2-42左图，设有吸气口并直接连接至气缸内部，在相应位置设有弹簧和刮片的安装位置。
图2-42 气缸和刮片弹簧
刮片和弹簧见图2-42右图，刮片紧贴滚动活塞外壁，产生密封线，隔离气缸内低压腔和高压腔的气体，使之不能向另一侧流动，否则会造成窜气故障。弹簧的作用是顶住刮片，使其紧紧贴在滚动活塞上面，以避免高压腔向低压腔漏气。
（3）上气缸盖和下气缸盖
上、下气缸盖见图2-43，作用是气缸的上方和下方的密封盖，上气缸盖设计有上轴承，下气缸盖设计有下轴承，同时排气阀片也设计在下气缸盖上面。
图2-43 上气缸盖和下气缸盖
3．工作原理
旋转式压缩机压缩部分工作原理见图2-44和图2-45，根据滚动活塞处于不同位置，气缸内形成高压腔和低压腔的过程。
图2-44 吸气和压缩
图2-45 压缩和排气
①低压腔容积最大，吸气口吸入制冷剂气体。
②滚动活塞开始压缩气缸内的制冷剂气体，同时吸气口继续吸气。
③低压腔与高压腔的容积相等，同时低压腔继续吸气，高压腔进一步压缩，使气体的压力增大，直到排气阀开启，通过排气口排出高压气体。
④低压腔继续吸气，高压腔排气结束。