空调压缩机不运转可以分为压缩机完全没反应及有反应但不运转两种情况。压缩机完全没反应主要是由于电压异常、线路松脱、绕组断路、保护电路异常、通信电路损坏等造成的;而压缩机有反应但不运转则主要由六路压缩机驱动信号异常、模块老化损坏、三路自举电压异常、负载过流等导致的。引起变频空调压缩机不运转的因素较多,本文主要从外机电控板(如图1所示)导致故障的角度来分析、总结说明压缩机不运转的常见故障原因及检修方法。

一、电压异常导致变频压缩机不运转

       压缩机要想正常运行,电控板、负载必须正常,而且各路电压输出均无异常。

      1.CPU的供电

      CPU1 (78F0511) 的工作电压是+5V.CPU2(IRMCK311 )的工作电压是+3.3V和+1.8V。

      2.驱动模块供电

      压缩机驱动模块IPM( mpower-1502 )的工作电压分别是+15V、+310V。

       3.工作原理

      当CPU电压正常时,才能进行数据通信与控制,而驱动模块供电由两部分组成,一是+15V电压,是确保模块内半导体元件正常工作的基本保障;二是+310V电压,是为模块内置的六路IGBT功率管驱动压缩机供电,该电压随着压缩机运转频率的改变会有一定的变化。如果电压不稳定低于或高于最大极限值时,相关电路板元件都不工作。

        实例1:一台美的KFR-35W/BP3-190型直流变频空调,压缩机不运转。

        分析检修:上电开机,室内机运转,外风机工作,但压缩机不启动,观察内机面板没有报故障代码。断电,打开室外机顶盖,重新上电开机,室外机指示灯工作、外风机工作,压缩机无反应。测量CPU的+5V、+3.3V、+1.8V电压,均正常;测量直流母线电压+317V,也正常;测量+15V供电,仅为+10.5V, 明显比正常供电低(低于最低供电+13.5V),所以模块内欠压保护开启,使模块停止工作,没有三相电压输出,压缩机肯定不运转。起初以为7815三端稳压块有问题,更换后故障依旧。检测相关电路,发现滤波电容E403、E404容量严重下降,E403仅有5uF, E404基本没容量,且这两只电容顶部鼓包,如图2所示。

        更换E403 ( 220uF/35V )、E404( 100uF/25V )后试机,故障排除,此时测量,输出+15V正常。

        实例2:一台美的KFR-35W/BP3-190直流变频空调,压缩机不运转,报“P1”故障代码。

        分析检修:上门检修,上电开机,内机运转,外风机工作,但是压缩机不运转,室内机面板报“P1”故障代码。“P1"故障 代码表示母线电压过高或过低引起的保护。用万用表测量母线电压为+322V,正常,初步估计故障为母线电压检测电路(如图3所示)异常引起。

        测量电阻R235与R234的分压值为1.63V,明显高于IC201的2脚高电压保护值1V, IC201启动保护程序,致使压缩机不能启动。母线电压为+322V,按理不至于启动保护功能,为什么会保护呢?继续顺路测量相关元件,测量电阻R235阻值为1MΩ(正常为2MΩ),明显偏低,说明原因是该电阻阻值变小导致分压值过高而启动了CPU的高电压保护功能。更换R235( 2MΩ )后故障排除。

        此时再测量电阻R235与R234的分压值为0.81V,CPU的④脚电压也为0.81V,正常。

        提示:D201是钳位保护二极管,确保输入到IC201的国脚电压不会超过2.1V,否则会因过压而烧坏IC201。如果测量电阻R235与R234的分压值低于0.62V,则会触发IC201因为母线电压过低而保护。

二、六路驱动信号异常导致压缩机不运转

      六路PWM驱动信号,输入至压缩机驱动模块IPM( mpower-1502 )中,再通过内置的6只IGBT管依据一定的时序实现通/断,从而产生三相交流电来控制变频压缩机的运转。

      工作原理:如图4所示,当CPU接收到需要启动压缩机的信息后,就会开启压缩机控制程序,IRMCK311从②~④脚输出PWM的脉冲驱动信号,通过串接限流电阻R277~R282 (阻值均为100Ω),以及并接的下拉电阻R303~R308(阻值均为5.1kΩ )后,接至驱动模块( mpower-1502 )的④四脚,为模块内部的6只IGBT管的基极提供驱动信号,再通过已植入的软件算法来控制其导通时序,从而在模块IPM的13、⑨、⑤脚分别输出U.V.W三相交流电来控制直流变频压缩机运转。压缩机转速通过IRMCK311输出的PWM脉冲来控制,如图5所示。

       当IRMCK311输出的占空比越大,模块内部的6只IGBT管导通速度越快,压缩机转速越高;反之,当IRMCK311输出的占空比越小,模块内部的6只IGBT管导通速度越慢,压缩机转速越低。

       实例:一台美的KFR-35W/BP3- -190型直流变频空调,压缩机动二下就停,内机报“P4”故障代码。

      分析检修:上门检修,上电开机内机运转,外风机工作,压缩机动一下立即停止,并报"P4”故障代码。“P4"故障代码表示位置检测故障,初步分析由于压缩机不运转,导致检测不了位置信息,所以停机并报“P4”故障码。

       检测以下关键电压: +310V、+15V、+5V、+3.3V\+1.8V,均正常;检测三路自举电压,正常;检测压缩机六路驱动电压,正常运行(动态)时为1.58V ,静态测量各路电压正常应为0.239V左右。检测电阻R280这一路(靠CPU2側)电压为3V,另一侧(靠模块侧)电压为0V,说明此路驱动有问题。断电,测量电阻R280阻值为9MΩ,几乎等同于开路。六路驱动信号有一路开路时,压缩机“咯叽”一声就停止不再运转了。更换R280( 100Ω)后试机,故障排除。

       提示:如果六路驱动限流电阻其中一路阻值变大/变小,压缩机就会出现有时正常有时不能启动,有时报“P4”"代码有时不报故障码的现象;如果R280彻底开路,基本上压缩机“咯叽”一声后就会停转并报“P4”故障,维修时要注意区分。

三、位置检测信号异常导致压缩机不运转

        直流变频压缩机启动前要检测转子的起始位置信息,帮助CPU以确定准确的控制时序。运转过程中也需要-直检测位置信息以便于CPU接收到位置信息后更精准控制压缩机转速,避免出现失速现象,所以位置检测电路在直流变频压缩机控制中尤为重要。

        工作原理:如图6所示,当压缩机驱动模块工作时,模块内的6只IGBT管依据控制时序轮流工作,此时有三相电流流过无感取样电阻R310,就会在电阻上端形成一个峰值比较小的正弦交流电波形,该波形的电压通过电阻R238、R237、R246、R245限流后直接接至IC201(IRMCK311)的30、31脚,IC201接收到此电压并判断此电压峰值大小,通过算法得知对应的转子位置信息,从而控制六路驱动信号PWM脉冲的占空比,来驱动与调节压缩机的转速。

        实例:一台美的KFR-35W/BP3-190型直流变频空调,压缩机没反应,内机报“P4”故障代码。

        分析检修:上门检修,发现内机运转,外风机工作,但压缩机不启动,而且内机显示面板报“P4"故障代码。使用万用表测量压缩机绕组没问题,重新上电开机观察开机瞬间模块过流保护(FO)端始终输出为高电平,说明不是压缩机卡缸、绕组短路等过电流保护引起压缩机不运转。此故障的关键应该在压缩机位置检测电路。

        见图6所示,测量压缩机电流的取样电阻正常,测量电阻R238发现其阻值为20k2(正常为1kΩ),明显不正常。为了慎重起见,把位置检测电路的元件全部测量一遍,未见异常。 由于R238阻值变大导致上电自检过程中未能检出压缩机转子位置,IC201( IRMCK311)30、31脚未能接收到位置信息的正弦波形或波形幅值太小,误认为没有位置信息回传CPU,致使CPU不发送六路PWM驱动脉冲,因此压缩机不工作,同时报“P4”故障码。更换R238( 1kΩ)后试机,故障修复。

四、IPM模块或负载过流导致压缩机不运转

         直流变频压缩机运转主要靠IPM(功率模块)驱动,它能将+310V直流电逆变为三相交流电,并依据传感器采集的环境温度、蒸发器过热度等,通过CPU的程序算法输出六路驱动PWM脉冲的占空比来控制模块IGBT管的工作频率,从而调节其压缩机的运转速度和制冷(热)量。如果IPM模块或压缩机卡缸、绕组过流等也会导致压缩机不运转,并报故障码的现象。工作原理图如图7所示。

1.正常情况

      如果IPM模块和压缩机都正常,例如:在某个频点压缩机运转的工作电流为5A,此时在无感电阻R310上产生的压降为0.1V, 通过电阻R239~R241后在比较器LM2903的正相端③脚得到+7.3V电压;而比较器反相端+15V通过电阻R249~R247组成的分压电路分压后,在反相端②脚得到+7.5V电压,此时比较器的正相电压(+7.3V)<反相电压(+7.5V),所以在①脚输出低电平,即NPN三极管Q202的基极为低电平(截止),受上拉电阻R302影响,IC201( IRMCK311)的④脚为高电平,机子运转一切正常 。

2.过流情况

      当IPM模块内部故障、压缩机卡缸、绕组短路或自身保护电路故障等导致过流保护时,使压缩机不运转而且报故障码“P0”。该压缩机如某相绕组短路导致电流变大(假如达到21A时),就会在电阻R310上产生0.42V电压,通过电阻R239~R241后,在比较器LM2903的正相端③脚得到+7.50193V电压,而比较器反相端+15V电压通过电阻R249~R247组成的分压电路分压后,在反相端②脚得到+7.50015V电压,此时比较器的正相电压( +7.50193V )>反向电压( +7.50015V),所以在①脚输出高电平+0.698V,即满足三极管Q202的工作条件,此管集电极与发射极导通,集电极为低电平, IRMCK311的④脚也为低电平,机子不运转并报“P0"故障码。

      实例:一台美的KFR-35W/BP3-190型直流变频空调,压缩机不工作,且室内机报“P0'故障代码。

      分析检修:上门检修,上电试机,发现室内机运转,室外风机工作,但压缩机不运转,且室内机显示面板报"P0"故障代码。"P0" 故障代码表示IPM过流保护。是什么原因导致IPM模块过电流呢?故障原因有以下四个:(1 )压缩机卡缸不运转导致电流过大,保护电路工作;(2)压缩机绕组有短路故障,就会过流从而达到保护受控条件;(3)IPM模块内部元件有短路的现象,也会导致过电流保护;(4)保护电路中的电阻及相关元件有问题,会导致IPM过电流保护报"P0"故障。

      本着先简后繁的原则,断电后,首先测量压缩机的三端绕组,有阻值而且大小相等,即可排除压缩机绕组问题;其次,在外机三通截止阀的维修口上按压针阀会喷出少量制冷剂与冷冻油,注意观察冷冻油是否变色,如果清澈透明的,说明系统没有受到污染,压缩机卡缸等发生的概率不大,最后怀疑外机变频电控板有问题。

      测量IPM模块供电+310V.+15V正常,自举电压正常。重新上电开机,测量比较器LM2903的正相端③脚电压为+7.286V,而反相端②脚电压为+6.089V(正相端电压>反相端电压),所以比较器的①脚会输出+0.698V高电平,三极管Q202工作,集电极与发射极导通接地,此时IRMCK311的④脚被拉为低电平,而正常应为高电平,IRM-CK311默认为过电流保护,无六路驱动PWM脉冲输出,压缩机不工作,并报"P0"故障码。

     细查后发现,电阻R248的阻值由10k变为6.2k,从而导致比较器反相端分压电路参考电压由+7.5V变为+6.089V,即由于保护电路电阻变质引起的过电流保护故障。换用10k的贴片电阻后试机,故障排除。