变频空调坏得快和使用电解电容器有关系吗

近几年来,变频空调因为房间温度波动小,可以在-17℃起动(定频空调只能在-7℃起动),长期使用更省电的特点获得了市场的青睐,成为市场的主流。

变频空调坏得快和使用电解电容器有关?

定频空调外机的电容器

空调产业链及维修人员都知道,定频空调外机配有一只压缩机电容器和一只散热风机电容器,内机也有一只风机电容器。如上图定频空调外机拆机图中,红圈内的银色铝外壳电容器就是压缩机用额定电压450VAC的CBB65型交流薄膜电容器,黄圈内的黑色塑料外壳电容器就是风机用额定电压450VAC的CBB61型交流薄膜电容器。这些交流薄膜电容器的作用是:起动时移相,给压缩机和风机一个初始力;运行时保持在电路中改善功率因数。

变频空调加装了变频器用来控制和调整压缩机转速,压缩机的起动和运行已经不需要CBB65电容器辅助。但内外两风机还需要CBB61型薄膜电容器。

但变频器包括MCU和多只IGBT,这些器件需要很多电容、电感和电阻辅助,所以变频空调使用的电容器数量还增加了。

变频空调坏得快和使用电解电容器有关?

变频空调外机线路板

上图是变频空调外机线路板,空调的变频器及有关电路均在此线路板上,因为MCU和IGBT需要在直流电下使用,需要将220V交流电变换成直流。红圈内的两只大容量铝电解电容器便是负责交直流转化,滤除谐波,提升功率因数的PFC功率因数校正电路中的滤波电容器。根据空调功率,大容量铝电解电容器数量一般为2~4只,额定电压为400/450VDC,耐温型105℃,额定电容量为数百微法,如470μF、680μF等。黄圈内的蓝色电容器为风机CBB61交流电容器。另外板上还有多只黄色塑壳的X2安规薄膜电容器,蓝色Y2安规瓷片电容器,还有多只套黑色套管的小型铝电解电容器。

下图是变频空调内机线路板,红圈内的蓝色电容器为风机CBB61交流电容器,还有多只X2安规电容器和小型铝电解电容器。

变频空调坏得快和使用电解电容器有关?

变频空调内机线路板

变频空调使用了较多数量的MCU、IGBT、电容、电阻、电感,比定频空调结构复杂很多,所以变频空调故障率比定频空调高很多。国内很多变频空调已经使用几年,进入故障高发期,许多人感觉到变频空调更容易坏并不是错觉。

就从大容量铝电解滤波电容器来看,其损耗角正切为15~20%,即15~20%的输入功率被用来发热,热量的集聚会影响电容器的使用寿命。而薄膜电容器的损耗角正切一般为1‰,即千分之一的输入功率被用来发热,小得太多。据统计铝电解电容器的失效率为薄膜电容器的十倍以上。

所以空调行业中已经在筹划,将大容量铝电解滤波电容器替换为DC-LINK直流支撑薄膜电容器。考虑到数百μF的薄膜电容器体积太大,这种替换更多是功能替换,而不是等电容量替换,替换电容器的电容量为数十μF,如下图所示。这种薄膜电容器替换铝电解电容器,在分布式光伏上已经有成功示例。

变频空调坏得快和使用电解电容器有关?

DC-LINK直流支撑薄膜电容器

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