專利名稱：一種交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀的制作方法
一種交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀本發(fā)明涉及教學儀器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀。
背景技術(shù)：
交流變頻多聯(lián)空調(diào)機使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，其制冷制熱速度快，室內(nèi)溫差小，舒適性好，又節(jié)能，且壓縮機不會頻繁啟動，也延長了使用壽命，噪音小，冬季制熱時，可在不停機的情況下實現(xiàn)自動除霜，因而被得到廣泛的使用。但是變頻技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)及配合變頻能力調(diào)節(jié)的制冷管道控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，而且隨著使用年限的增加，整機性能也跟著下降，其隱蔽的故障也大大上升。目前，交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的維修技術(shù)掌握還不是很成熟、 大部分的技術(shù)服務(wù)人員缺乏核心技能的掌握，使其隱蔽的故障無法排除，導(dǎo)致制冷/熱效果變差。而企業(yè)對性能下降也缺乏系統(tǒng)研究技術(shù)。另一方面，由于電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜，使得交流變頻多聯(lián)空調(diào)機技術(shù)的教學存在一定難度，運行機理學習、電氣裝配操作、故障診斷與維修等知識難于掌握，缺乏直觀易懂的教學工具。申請?zhí)枮?00310116011.8的中國發(fā)明專利公開了便攜式超薄無源模擬電子線路實驗箱，結(jié)構(gòu)包括其內(nèi)襯有屏蔽金屬層的箱體、面包板、測試插孔；箱底側(cè)后面板裝有示波器接線卡口、函數(shù)信號發(fā)生器接線卡口、電源接線卡口和交流毫伏表接線卡口，分別與箱底正面板的示波器接線插孔、函數(shù)信號發(fā)生器接線插孔、電源接線插孔和交流毫伏表接線插孔電連接；箱體的上蓋與箱底的正面和底面用相同的自鎖裝置分別連接；箱底側(cè)后面板有箱體內(nèi)裝有電位器和-5V +5V直流信號源。該發(fā)明采用超薄便攜式設(shè)計并具有卡鎖裝置， 方便學生課后預(yù)習或設(shè)計實驗和存儲運輸且電磁兼容性好。但該技術(shù)方案只適用于一些小型、結(jié)構(gòu)比較簡單的設(shè)計實驗上，而交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的控制系統(tǒng)綜合了變頻技術(shù)、制冷技術(shù)、防雷擊技術(shù)，工作原理、排障維修技能都比較復(fù)雜，掌握起來也比較困難。一些如上述的小型的、簡單的教學實驗工具不能解決大型復(fù)雜系統(tǒng)的教學，我們需要以非常直觀的方式展示系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，能夠讓學生、維修技術(shù)服務(wù)員更容易掌握交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的工作原理，提高維修技能水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制原理教學及維修技能綜合訓(xùn)練的電控系統(tǒng)教學儀，可實現(xiàn)直觀式運行機理學習、裝配操作、運行狀態(tài)指示、實時演示、性能跟蹤研究等系列訓(xùn)練和實驗設(shè)計功能，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀包括空調(diào)機主機、電控系統(tǒng)及教學儀看板，所述電控系統(tǒng)包括、傳感器、室外機集成電路板、室內(nèi)機集成電路板、由所述室外機集成電路板和室內(nèi)機集成電路板驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)，所述電控系統(tǒng)還包括防雷擊模塊和變頻模塊，所述教學儀看板包括電路原理看板和電控機理看板，在所述電路原理看板上印刷有空調(diào)機主機的電路原理圖，在電控機理看板的正面印刷有電控系統(tǒng)接線圖并對應(yīng)安裝有電控元器件、防雷擊模塊、變頻模塊、室外機集成電路板和室內(nèi)集成電路板，在電控機理看板的背面按電控系統(tǒng)接線圖連接導(dǎo)線以使得電控機理看板上的室外機集成電路板和室內(nèi)集成電路板與執(zhí)行機構(gòu)電連接。上述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，在電控機理看板的正面裝有轉(zhuǎn)換板，所述轉(zhuǎn)換板與集成電路板的輸出口電連接，所述轉(zhuǎn)換板與執(zhí)行機構(gòu)電連接。上述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，在電路原理看板和電控機理看板的正面上設(shè)有多個用于檢測所在電路的電信號參數(shù)的檢測點。上述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，在電控機理看板上設(shè)有執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)顯示區(qū)，所述執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)顯示區(qū)內(nèi)設(shè)置多個分別與不同的執(zhí)行機構(gòu)并聯(lián)的顯示燈。上述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，還包括設(shè)障模塊，所述設(shè)障模塊由多個設(shè)障的電控元器件以及與所述實驗設(shè)障的電控元器件串聯(lián)的設(shè)障開關(guān)，所述設(shè)障開關(guān)在常態(tài)包括閉合、斷開、置0、置1四種狀態(tài)。上述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，在電控機理看板上還設(shè)有用于實時采集變頻模塊頻率信號的示波器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，將復(fù)雜的集成控制電路原理圖及電控部件連線方式進行改造設(shè)計后，更直觀、清晰地描會在看板上，同時在看板上增加了電控系統(tǒng)部件的工作狀態(tài)顯示、實時信號采集與顯示，PCB板弱電信號測量和電控系統(tǒng)部件強電信號測量，更有效地提高交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學效果。2)該教學儀還在看板上設(shè)置了故障設(shè)置功能模塊，可以人為地設(shè)置故障，更有利于故障檢測和排除的實訓(xùn)練習。3)本教學儀結(jié)構(gòu)簡單、原理直觀，特別適用于針對一般理工科學生而進行的實驗教學。


圖1是本發(fā)明的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀的連接示意圖
圖2是電控機理· 板的電控系統(tǒng)接線示意圖3是電路原理·! 板的室外機集成電路板工作原理電路圖之一；
圖4是電路原理·! 板的室外機集成電路板工作原理電路圖之二 ；
圖5是電路原理·! 板的室外機集成電路板工作原理電路圖之三；
圖6是電路原理· 板的防雷擊模塊工作原理電路圖7是交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀看板結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的制冷工作流程如下在制冷循環(huán)中，定頻壓縮機和變頻壓縮機分別吸入蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低溫低壓制冷劑蒸氣，并保持蒸發(fā)器的低壓狀態(tài)， 從而創(chuàng)造了蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液體不斷在低溫下沸騰的條件。制冷劑經(jīng)過壓縮機工作，其溫度、壓力升高，創(chuàng)造了制冷劑能在常溫下被液化的條件。高溫高壓的蒸氣集中排到油分離器匯合，通過主四通閥和輔助四通閥，排入冷凝器，在壓力保持不變的情況下，由于風扇的冷卻散熱作用，放出熱量，溫度降低，并進一步凝結(jié)成液體，從冷凝器排出，進入儲液罐，到每臺室內(nèi)機電子膨脹閥，冷凝后的制冷劑液體進入電子膨脹閥中進行節(jié)流降壓，由于阻礙制冷劑液體流動，故其壓力下降，因此就為在蒸發(fā)器中的汽化創(chuàng)造了條件，制冷劑液體在壓力保持不變的情況下，吸收被冷卻介質(zhì)的所冷卻的熱量(即制取冷量)而汽化，伴隨著熱量的轉(zhuǎn)移，即由外界供給制冷劑汽化潛熱，結(jié)果是蒸發(fā)器外表面及周圍的空氣被冷卻。制冷劑從蒸發(fā)器出來后，形成低溫低壓的蒸汽回到氣液分離器，又被壓縮機吸走，如此不斷循環(huán)，達到制冷效果。交流變頻多聯(lián)空調(diào)機制熱工作流程制熱時，空調(diào)的冷、熱功能在系統(tǒng)中的改變是依靠系統(tǒng)中的電磁四通閥來進行的，制冷劑走向是制冷時的逆過程。在制熱狀態(tài)時，室內(nèi)機電子膨脹閥處于全開狀態(tài)，不做節(jié)流，制熱系統(tǒng)中的節(jié)流降壓以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過熱度，由室外機兩個電子膨脹閥共同來完成。交流變頻空調(diào)機制冷系統(tǒng)各部件如壓縮機、四通閥以及各個控制制冷劑流向的閥體、變頻模塊的驅(qū)動控制均由集成控制系統(tǒng)完成，對于交流變頻多聯(lián)空調(diào)機制冷系統(tǒng)原理的教學可以通過繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及管路走向的流程圖，使學生直觀認識其工作原理，以及各制冷元件的連接關(guān)系。但是，交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的驅(qū)動控制方法、集成控制系統(tǒng)的電路原理、系統(tǒng)故障的排查與診斷的教學就需要設(shè)計專門的電控系統(tǒng)的教學儀來完成，從而讓學生自行通過學習實踐進行讀取和判斷，培養(yǎng)學生的動手能力，提升技能，熟悉了設(shè)備結(jié)構(gòu)， 對交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的工作原理和電控原理進行更深入的研究。如圖1所示，交流變頻多聯(lián)空調(diào)機分為制冷控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個部分， 分別制作成兩個教學儀看板(3，2)，兩看板與空調(diào)機主機1連接。一個看板針對電氣控制系統(tǒng)進行改造設(shè)計，將空調(diào)機主機1的電氣接線圖、電路原理圖、電控元器件的接線圖、以及增加的各種實驗設(shè)計裝置分別印制在如上所述的教學儀看板2的立面和橫面。再將交流變頻多聯(lián)空調(diào)機主機制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繪制成仿真圖印刷在制冷管道系統(tǒng)看板3上，兩看板之間通過控制線路連接。本發(fā)明的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀對電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點、運行原理與流程、電氣控制系統(tǒng)、電路板原理圖進行仿真設(shè)計繪制，并分別印制在教學儀的電路原理看板20和電控機理看板10兩個看板上。交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀包括空調(diào)機主機1、電控系統(tǒng)及教學儀看板2 (包括電路原理看板20和電控機理看板 10)，其中電控系統(tǒng)包括電控元器件、傳感器、室外機集成電路板11、室內(nèi)機集成電路板17、 由所述室外機集成電路板11和室內(nèi)機集成電路板17驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)，而且電控系統(tǒng)還包括防雷擊模塊8和變頻模塊9。為了讓學生直觀地學習電控系統(tǒng)，在電路原理看板上印刷有空調(diào)機的電路原理圖，在電控機理看板的正面印刷有電控元器件的接線圖并對應(yīng)安裝有電控元器件、變頻模塊9、防雷擊模塊8及室外機集成電路板11、室內(nèi)機集成電路板17，而看板上各部件的電路連接以及板上各部件(包括室外機集成電路板11、室內(nèi)機集成電路板 17)與空調(diào)機主機1的壓縮機、四通閥、控制制冷劑和制熱系統(tǒng)的各閥體的連接均在看板的背面上進行，配合反映空調(diào)機主機關(guān)鍵部件工作狀態(tài)的顯示燈以及反映交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的頻率實時參數(shù)的示波器，使學生更容易掌握交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，達到便于教學的目的。
見圖2和圖7，在電控機理看板10的正面上印刷室外集成電路板11、室內(nèi)機集成電路板17和變壓器、風機電容、繼電器、交流接觸器等電控元器件的連接接線圖，包括與室外機集成電路板11輸入口連接的溫度檢測電路的接線示意圖、室外機集成電路板11與壓縮機、風機連接接線圖等；并在相應(yīng)的位置上安裝室外機集成電路板11和室內(nèi)機集成電路板17，在電控元器件安裝區(qū)12內(nèi)相應(yīng)安裝對應(yīng)的電控元器件，在看板正面右側(cè)上方裝有示波器15，在示波器旁是執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)顯示區(qū)14 (執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)顯示區(qū)14也可以設(shè)在示波器的下方)，在該區(qū)域內(nèi)裝有變頻壓縮機、定額壓縮機、主四通閥、輔助四通閥、多個電磁閥、 抽水泵電機等關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)顯示燈，使各部件的實時運行狀態(tài)非常清晰。在電路原理看板20正面上印刷交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的電路原理圖，電路原理圖與電控機理看板10 正面上的接線圖是一致的，在講授交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的電控系統(tǒng)時，可同時結(jié)合電控機理看板10和電路原理看板20上所標示的電控元器件外圍接線以及內(nèi)部電路原理來進行講解，可大大提高了講學的效果，使教學更加生動形象、直觀易懂。而在電控機理看板10的背面和電路原理看板20的底面是電控系統(tǒng)的接線區(qū)域，完成看板上各元件的連接，而看板上元件與主機上的部件的連接導(dǎo)線可插入在教學儀看板2與空調(diào)機主機1間的線束槽內(nèi)。 同時，為了使教學儀看板2上的集成電路板與空調(diào)機主機上的壓縮機等執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動連接更方便，在電控機理看板10上裝有轉(zhuǎn)換板13，轉(zhuǎn)換板分別與集成電路板的輸出口、壓縮機、風機、四通閥等執(zhí)行機構(gòu)連接。而在電控機理看板10的背面和電路原理看板20的印刷圖示上還設(shè)置了多個電信號參數(shù)的檢測點18，電路原理看板20上的檢測點與電控機理看板10的電路導(dǎo)線連接，通過對檢測點進行電壓、電阻等參數(shù)的測量，可以檢查、判斷檢測點所在電路的實時工作狀態(tài)，有助于學習交流變頻多聯(lián)空調(diào)機電控系統(tǒng)的工作機理。本發(fā)明還在教學儀看板2上設(shè)置了故障設(shè)置的功能模塊，設(shè)障模塊放置在教學儀看板2的抽屜30 內(nèi)，連接導(dǎo)線從抽屜的背部引出并與電控機理看板10的電路連接，設(shè)障模塊由多個實驗設(shè)障的電控元器件以及與電控元器件連接的設(shè)障開關(guān)所組成，設(shè)障開關(guān)在常態(tài)下是閉合的， 在設(shè)障狀態(tài)下人工打開，使連接該設(shè)障電控元器件的電路斷開，人為設(shè)置故障的現(xiàn)象。設(shè)障模塊分為強電系統(tǒng)的設(shè)障和弱電系統(tǒng)的設(shè)障，弱電部分實驗設(shè)障如反相馬驅(qū)動器到SV16 斷路、反相驅(qū)動器到RY9繼電器斷路、電磁閥的SVl繼電器損壞、A相檢測電阻損壞、定壓機排溫傳感器斷路、變壓機排溫傳感器斷路、變頻模塊損壞、室內(nèi)溫度傳感器損壞、蒸發(fā)器出口溫度傳感器損壞等故障設(shè)置。本發(fā)明根據(jù)仿真電氣控制接線系統(tǒng)、仿真電路原理系統(tǒng)兩個部分對交流變頻多聯(lián)空調(diào)機技術(shù)進行了控制機理展示，并且可以實時采集變頻信號及演示其波形圖。置入了關(guān)鍵弱電信號和典型強電電量測量點，對弱電和強電的典型常見故障設(shè)計集成故障設(shè)置裝置。采用虛實結(jié)合設(shè)計，將整個電氣控制系統(tǒng)所包含的電路板、電氣元器件等實物在仿真電氣控制接線系統(tǒng)圖上進行真實接線連接，實現(xiàn)了電氣控制系統(tǒng)真實運行和仿真機理演示的完美結(jié)合。實現(xiàn)了所有電氣執(zhí)行機構(gòu)的模擬運行指示。圖3至圖6是交流變頻多聯(lián)空調(diào)機的細分電路原理圖，其中，圖3是室外機集成電路板工作原理電路圖之一，圖4是室外機集成電路板工作原理電路圖之二，圖5是室外機集成電路板工作原理電路圖之三，圖6是防雷擊模塊工作原理電路圖。在制冷管道系統(tǒng)看板3上，設(shè)置了空調(diào)機主機的多個關(guān)鍵部位運行熱力參數(shù)采集顯示和電量參數(shù)顯示，仿真流程控制上置入了各類控制閥指示及信號測量點。電子膨脹閥可以逼真的顯示開度。并設(shè)計了聯(lián)機運行和仿真運行轉(zhuǎn)換裝置。對系統(tǒng)系統(tǒng)的控制部分設(shè)置了故障裝置。使本發(fā)明的教學儀可以在看板上進行仿真操作、遠程控制真實運行兩種模式。并實現(xiàn)運行狀態(tài)指示、信號測量、故障設(shè)置、信號采集并實時演示、性能指示等系統(tǒng)綜合學習、訓(xùn)練和實驗設(shè)計功能。
權(quán)利要求
1.一種交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，包括空調(diào)機主機(1)、電控系統(tǒng)及教學儀看板O)，所述電控系統(tǒng)包括電控元器件、傳感器、室外機集成電路板(11)、室內(nèi)機集成電路板(17)、由所述室外機集成電路板(11)和室內(nèi)機集成電路板(17)驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)，所述電控系統(tǒng)還包括防雷擊模塊(8)和變頻模塊(9)，其特征在于所述教學儀看板(2) 包括電路原理看板00)和電控機理看板(10)，在所述電路原理看板00)上印刷有空調(diào)機主機(1)的電路原理圖，在電控機理看板(10)的正面印刷有電控系統(tǒng)接線圖并對應(yīng)安裝有電控元器件、防雷擊模塊(8)、變頻模塊(9)、室外機集成電路板(11)和室內(nèi)集成電路板 (17)，在電控機理看板(10)的背面按電控系統(tǒng)接線圖連接導(dǎo)線以使得電控機理看板(10) 上的室外機集成電路板(11)和室內(nèi)集成電路板(17)與執(zhí)行機構(gòu)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，其特征在于在電控機理看板的正面裝有轉(zhuǎn)換板(13)，所述轉(zhuǎn)換板(1 與室外機集成電路板(11)的輸出口電連接，所述轉(zhuǎn)換板(1 與執(zhí)行機構(gòu)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，其特征在于在電控機理看板(10)和電路原理看板00)的正面上設(shè)有多個用于檢測所在電路的電信號參數(shù)的檢測點(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，其特征在于 在電控機理看板上設(shè)有執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)顯示區(qū)(14)，所述執(zhí)行機構(gòu)狀態(tài)顯示區(qū)(14)內(nèi)設(shè)置多個分別與不同的執(zhí)行機構(gòu)并聯(lián)的顯示燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，其特征在于還包括設(shè)障模塊，所述設(shè)障模塊由多個設(shè)障的電控節(jié)點及與所述實驗設(shè)障的電控節(jié)點聯(lián)接的設(shè)障開關(guān)，所述設(shè)障開關(guān)包括閉合、斷開、置0、置1四種狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，其特征在于在電控機理看板(10)上還設(shè)有用于實時采集變頻模塊頻率信號的示波器(15)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)教學儀，包括空調(diào)機主機、電控系統(tǒng)及教學儀看板。所述電控系統(tǒng)包括電控元器件、傳感器、室外機集成電路板、室內(nèi)機集成電路板、由所述室外機集成電路板和室內(nèi)機集成電路板驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)；所述電控系統(tǒng)還包括防雷擊模塊和變頻模塊；所述教學儀看板包括電路原理看板和電控機理看板，在所述電路原理看板上印刷有空調(diào)機主機的電路原理圖，在電控機理看板的正面印刷有電控系統(tǒng)接線圖并對應(yīng)安裝有電控元器件、防雷擊模塊、變頻模塊、室外機集成電路板和室內(nèi)集成電路板，在電控機理看板的背面按電控系統(tǒng)接線圖連接導(dǎo)線以使得電控機理看板上的室外機集成電路板和室內(nèi)集成電路板與執(zhí)行機構(gòu)電連接。本發(fā)明的實驗方法原理直觀、內(nèi)容豐富，特別適用于制冷、電氣及家電等專業(yè)學生進行交流變頻多聯(lián)空調(diào)機集成控制系統(tǒng)的實驗教學。
文檔編號G09B25/02GK102194363SQ20111014116
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者吳卓, 李東洺, 殷少有, 鄭兆志, 陳粟宋 申請人:順德職業(yè)技術(shù)學院