吳敏

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 遂寧 629000）

1 相序保護(hù)電路及工作過(guò)程

某品牌KFR-120LW/08MD空調(diào)是大功率空調(diào)，它的壓縮機(jī)采用三相交流電供電，電路如圖1所示，室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)兩部分電路用有色導(dǎo)線經(jīng)過(guò)接線排JXP-1、JXP-2和JXP-3聯(lián)接.

主電源線 L1（棕色）、L2（白色）、L3（黑色）、N（藍(lán)色）合并接地線E（黃/綠）進(jìn)入室外機(jī)JXP-1，從JSP-1分出三路：一路棕、白、黑三條線經(jīng)過(guò)交流接觸器CJ主觸點(diǎn)接到壓縮機(jī)CM的三相輸入端U、V、W；一路棕、白、黑、藍(lán)四條線送到相序檢測(cè)電路；第三路取棕、藍(lán)、黃/綠線送到室內(nèi)機(jī)JXP-3，為室內(nèi)控制電路供電（220VAC）.

CJ的作用是控制壓縮機(jī)，它的電磁線圈一端藍(lán)線經(jīng)過(guò)JXP-2接到主電源N線，另一端紅線經(jīng)過(guò)CN24、JXP-2、JXP-3、CN103、CN104串 聯(lián) 了 繼 電 器RL5和RY7觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接到主電源L線，因此，對(duì)于控制CJ以及壓縮機(jī)，RL5和RY7是與邏輯關(guān)系.

空調(diào)工作時(shí)壓縮機(jī)必須按設(shè)計(jì)規(guī)定方向正轉(zhuǎn)，才能正常推動(dòng)制冷劑在封閉管路中循環(huán).采用三相電源的壓縮機(jī)電機(jī)是三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向取決于三相電源的相序，因而這類空調(diào)設(shè)計(jì)有相序保護(hù)電路，只有主電源線順相序（符合壓縮機(jī)上的相序），壓縮機(jī)才能運(yùn)轉(zhuǎn)。如果是逆相序，壓縮機(jī)就不能啟動(dòng).

該機(jī)相序保護(hù)電路的前級(jí)是相序檢測(cè)電路，后級(jí)是保護(hù)輸出電路（見(jiàn)圖1）.相序檢測(cè)電路判斷相序是否正確，它由接線端子CN23、分壓電阻R11、R12、R14、R16和移相電容C23等組成；保護(hù)輸出電路以RL5觸點(diǎn)閉合與否的方式把判斷結(jié)果輸出去控制CJ，它由整流橋D19～D22、濾波電容C22、穩(wěn)壓管DZ1（24V）和RL5組成.電路中VA2～VA5是用于過(guò)壓保護(hù)的壓敏電阻.

當(dāng)室內(nèi)機(jī)就緒得到開(kāi)機(jī)指令，微處理器通過(guò)反相驅(qū)動(dòng)器使RY7的觸點(diǎn)閉合.如果主電源線的相序正確，即 L1、L2、L3為 U、V、W順相序，檢測(cè)電路輸出的電壓，經(jīng)過(guò)后級(jí)變換分到RL5上的電壓高于它的動(dòng)作電壓（18VDC），RL5觸點(diǎn)閉合，使CJ通電主觸頭閉合，三相電通入壓縮機(jī)就運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)（正轉(zhuǎn)）.如果主電源線相序不正確，檢測(cè)電路輸出電壓減半，后級(jí)電路RL5上分得的電壓遠(yuǎn)低于動(dòng)作電壓，觸點(diǎn)不能閉合，即使室內(nèi)機(jī)RY7閉合，壓縮機(jī)也不能啟動(dòng)運(yùn)行，防止壓縮機(jī)發(fā)生反轉(zhuǎn).

2 相序保護(hù)功能驗(yàn)證

在檢修中，對(duì)該型號(hào)空調(diào)相序保護(hù)電路進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量，其結(jié)果驗(yàn)證了相序保護(hù)電路的保護(hù)功能.測(cè)量記錄如下：

（1）主電源輸入為順相序（L1為U相、L2為V相、L3為W相），保護(hù)輸出電路RL5動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn).測(cè)量相序保護(hù)電路相關(guān)電壓記錄在表1中.

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（2）主電源輸入為逆相序（L1為W相、L2為V相、L3為U相），保護(hù)輸出電路RL5不動(dòng)作，觸點(diǎn)開(kāi)路，壓縮機(jī)不啟動(dòng).測(cè)量相序保護(hù)電路相關(guān)電壓記錄在表2中.

（3）測(cè)量RL5線圈電阻（記為R5）約2.6kΩ.

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3 相序保護(hù)電路的原理

相序保護(hù)電路的首要任務(wù)是判斷相序是否正確，它是如何判斷的呢？通過(guò)理論計(jì)算來(lái)闡明.

在不過(guò)壓條件下VA2～VA5呈高電阻，視為開(kāi)路.以R1代替R14和R16、R2代替R12和R11、C代替C23、電壓源代替CN23端子所加三相正弦交流電壓，那么相序保護(hù)電路可等效為如圖2（a）所示的電路，其中RL為相序檢測(cè)電路負(fù)載，即后級(jí)電路的輸入電阻.若不計(jì)D19～D22導(dǎo)通電阻，RL等于R5與DZ1反向?qū)娮鑂D之和.DZ1是非線性器件，其反向?qū)娮桦S反向?qū)娏鞔笮《儯壳翱筛鶕?jù)它與R5串聯(lián)分壓之比來(lái)計(jì)算，即

代入表1中的相應(yīng)數(shù)值，計(jì)算出RD約1.9KΩ，因此RL約等于4.5KΩ.

R、S、T端三相正弦交流電壓相量為

依據(jù)表1，取U、V、W三相的相電壓有效值為223V.

根據(jù)圖2（a），對(duì)回路Ⅰ、回路Ⅱ列出KVL相量方程

將原電路相應(yīng)參數(shù)代入（1）、（2）式，得方程組

解方程組得

根據(jù)歐姆定律可計(jì)算出

計(jì)算結(jié)果，順相序情況下相序檢測(cè)電路輸出的電壓有效值為63.0V，與實(shí)際測(cè)量值基本吻合.

逆相序情況下，相序保護(hù)電路可等效為如圖2（b）所示電路.依據(jù)前面計(jì)算DZ1反向?qū)娮璧姆椒?，代入?中的相應(yīng)數(shù)值，可求得DZ1的反向?qū)娮杓s為6.4KΩ，因此負(fù)載電阻R′L約為9.0 KΩ.

根據(jù)圖2（b），對(duì)兩個(gè)回路列出KVL相量方程為

將原電路相應(yīng)參數(shù)代入（5）、（6）式，得方程組

解方程組得

根據(jù)歐姆定律可計(jì)算出

計(jì)算結(jié)果相序檢測(cè)電路輸出電壓有效值為36.0V，同樣與實(shí)際測(cè)量值基本吻合.

比較兩種情況結(jié)論是：順相序，相序檢測(cè)電路輸出電壓高，后級(jí)RL5閉合，壓縮機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；逆相序，相序檢測(cè)電路輸出電壓變低，后級(jí)RL5則不能閉合，壓縮機(jī)不能啟動(dòng).

逆相序還有圖 3（a）、（b）所示兩種情形，不再贅述.

相序保護(hù)電路還兼有壓縮機(jī)缺相保護(hù)功能，也就說(shuō)主電源U、V、W三相缺少任何一相，RL5都不能閉合，確保壓縮機(jī)不至于缺相運(yùn)行而被燒毀.其原理讀者可參考電路圖自已分析.

4 故障檢修

與相序保護(hù)電路有關(guān)的故障共同特點(diǎn)是：三相電供電壓正常，室內(nèi)機(jī)電路工作正常，但相序保護(hù)電路RL5不能閉合，空調(diào)壓縮機(jī)不啟動(dòng)，造成不制冷或不制熱.筆者把遇見(jiàn)過(guò)的故障分為兩類情況，一類是人為故障，二類是自然故障.

人為故障是指原來(lái)供電相序正確，空調(diào)能正常工作，后來(lái)人為原因造成相序錯(cuò)誤，空調(diào)不能正常工作.對(duì)這類故障一經(jīng)確認(rèn)，維修方法很簡(jiǎn)單，只須把錯(cuò)誤的相序交換過(guò)來(lái)就解決了.例如，某公司檢修配電房后，一臺(tái)KFR-120LW/08MD空調(diào)不能正常工作報(bào)修.上門檢修時(shí)，檢查室內(nèi)機(jī)，正常；拆開(kāi)室外機(jī)殼檢查，觀察線路和電路板，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常；接著測(cè)量JXP-1上三相供電電壓，正常；再測(cè)量相序檢測(cè)電路輸出電壓低，約為31V，判定是電源相序出錯(cuò)（檢修配電房時(shí)電工動(dòng)了原先的相序）.經(jīng)過(guò)交換JXP-1上兩條主電源接線（即交換相序）后，上電空調(diào)恢復(fù)正常工作，故障排除.

自然故障是指空調(diào)在使用過(guò)程中，電路的元器件發(fā)生變質(zhì)、失效、燒焦、爆裂等引起的故障.對(duì)于元器件燒焦、爆裂的情況，檢修方法是要仔細(xì)觀察機(jī)內(nèi)接線排、電路板和元器件有沒(méi)有異常，發(fā)現(xiàn)異常再作進(jìn)一步檢查、處理就可排除故障；對(duì)于元器件變質(zhì)、失效的情況，外觀上不易發(fā)現(xiàn)，需要用萬(wàn)用表測(cè)量來(lái)判斷，一旦確診有變質(zhì)、失效的器件，更換相應(yīng)器件就可排除故障.

例如，檢修一臺(tái)不能制冷的空調(diào)（型號(hào)KFR-120 LW/08MD），拆開(kāi)室外機(jī)殼，發(fā)現(xiàn)電路板上兩只電阻有燒焦變色跡象，進(jìn)一步查看這兩只電阻是相序保護(hù)電路中的R11和R12，測(cè)量阻值R11已經(jīng)開(kāi)路，相序檢測(cè)輸出電壓低，引起壓縮機(jī)不能啟動(dòng).更換這只電阻后空調(diào)恢復(fù)正常工作，不制冷故障排除.

檢修中還遇到過(guò)相序保護(hù)電路中的RL5失效引起不制冷的情況.對(duì)故障機(jī)進(jìn)行檢查時(shí)從外觀上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，測(cè)量三相供電電壓正常，相序也正確（由相序檢測(cè)電路輸出電壓來(lái)判斷），按理來(lái)說(shuō)，RL5觸點(diǎn)應(yīng)該閉合，觸點(diǎn)兩端電壓為零，但是當(dāng)測(cè)到它的觸點(diǎn)兩端（在CN24上測(cè)量）電壓時(shí)，表卻顯示為225V，說(shuō)明觸點(diǎn)處于開(kāi)路狀態(tài)，繼電器失效。更換RL5后空調(diào)不制冷故障排除.

在懂得相序保護(hù)原理的基礎(chǔ)上來(lái)檢修故障，可以做到思路清楚，省時(shí)省力.

[1]汪韜.海信空調(diào)器控制電路圖集[M].北京：人民郵電出版社,2012.

[2]郭木森.電工學(xué)[M].北京：高等教育出版社,2001.