空调室内风机（PG电机）的工作原理及常见故障

一、PG电机启动原理及特点

图3-30所示为PG电机的安装位置及作用。

1．启动原理

PG电机使用电容感应式电机，内部含有启动和运行两个绕组。PG电机工作时通入单相交流电源，由于电容的作用，启动绕组比运行绕组电流超前90°，在定子 与转子之间产生旋转磁场，电机便转动起来，带动贯流风扇吸入房间内的空气至室内机，经蒸发器降低温度后以一定的风速和流量吹出，来降低房间温度。

2．特点

①插头：共有2个插头，如图3-31所示，大插头为供电插头，有3根引线；小插头为霍尔反馈插头，同样为3根引线。

②供电电压：通常为交流90～170V。

③转速控制：通过改变供电电压的高低来改变转速。

④控制电路：为使控制转速准确，PG电机内含霍尔元件，并且主板增加霍尔反馈电路和过零检测电路。

⑤转速反馈：PG电机内含霍尔元件，向主板CPU反馈代表实际转速的霍尔信号，CPU通过调节光耦可控硅的导通角，使PG电机转速与目标转速相同。

二、控制原理

图3-32所示为室内风机电路原理图。

室内风机电路用于驱动PG电机运行，由过零检测电路、PG电机驱动电路和霍尔反馈电路3个单元电路组成。用户输入的控制指令经主板CPU处理，需要控制室 内风机运行时，首先检查过零检测电路输入的过零信号，以便在电源零点附近驱动光耦可控硅的导通角，使PG电机运行。电机运行之后输出代表转速的霍尔信号经 电路反馈至CPU的相关引脚，CPU计算实际转速并与程序设定的转速相比较，如有误差则改变光耦可控硅的导通角，改变PG电机的工作电压，从而改变转速， 使之与目标转速相同。

三、过零检测电路

过零检测电路如图3-33所示。

该电路的作用是为CPU提供一个标准，标准的起点为零点，是CPU控制光耦可控硅导通角大小的依据，PG电机高速、中速、低速、超低速运行时都对应一个导 通角，导通角的导通时间是从零点开始计算的，导通时间不同，导通角度的大小也就不同，供电电压改变，PG电机转速也随之改变。同时过零信号还作为CPU检 测输入电源是否正常（即瞬时停电）的参考信号。

1．工作原理

过零检测电路由电阻R201～R204、电容C202、三极管DQ201、CPU35脚组成。

变压器次级交流12.5V电压经D101～104桥式整流后，输出脉动直流电，其中一路经R201、R202分压，提供给DQ201基极。

电压波形位于正半周时，基极电压大于0.7V，使DQ201导通，CPU35脚为低电平；电压波形位于负半周时，基极电压为0V，使DQ201截止，CPU35脚为高电平。

三极管反复导通、截止，在CPU35脚形成1 OOHz脉冲波形，经CPU内部处理，检测电压的零点。

过零检测电路正常时，无论是处于待机还是运行状态，三极管的基极电压都为0.7V，集电极电压为0.3V、CPU35脚电压为0.3V。

2．常见故障

（1）无过零信号输入

假如电阻R201开路，DQ201基极电压为0V，三极管截止，CPU35脚电压为5V、CPU处理后停止驱动光耦可控硅，PG电机因无供电而停止运行；只有过零信号恢复正常，PG电机才能运行。

（2）过零信号输入不正常

整流桥D101～D104任意一个二极管短路，都会使得输入 CPU35脚的过零信号不正常，CPU不能在零点附近驱动光耦可控硅的导通角，即使PG电机插座的交流电压在100～180V之间，PG电机也不能正常运 行，表现为电机抖动，转速极慢，电流过大（为1.5A，正常值为0.2A），电机表面很热，容易烧坏线圈。同时变压器初级电流也变大，温度上升也很快，同 样容易因过热而烧坏线圈。

四、PG电机驱动电路

PG电机驱动电路如图3-34所示，表3-25为CPU引脚电压与PG电机状态的对应关系。

光耦可控硅调速的原理是：CPU输出驱动信号改变光耦可控硅的导通角，改变PG电机线圈的交流电压波形，从而改变交流电压的有效值，达到调速的目的。

1．工作原理

PG电机驱动电路由CPU23脚、电阻R324/R502、电容C503、光耦可控硅IC203、启动电容、PG电机线圈组成。

CPU23脚输出驱动信号，经R324送至IC203（光耦可控硅）初级发光二极管的负极，次级可控硅导通，PG电机开始运行。

CPU通过霍尔反馈电路计算出实际转速值，并与内置数据相比较，如有误差通过改变CPU23脚输出信号改变光耦可控硅的导通角，从而改变风机供电电压，使实际转速与目标转速相同。为了控制光耦可控硅在零点附近导通，主板设有过零检测电路，向CPU提供参考依据。

CPU23脚输出的是波形信号，在改变风机转速时只是改变波形，电压并未改变，但光耦可控硅的导通角己经改变，PG电机插座电压改变，转速也随之变化。

2．关键元器件

过零检测电路的关键元器件为IC203光耦可控硅，实物外形如图3-35所示，在电路中的英文符号为'IC'（代表为集成电路）。其特点是将光耦和双向可 控硅集成为一体，直接驱动PG电机；常用型号为TLP3616、TLP3526等；外观通常为白色或黑色的长方形（部分型号为黑色的方形扁状且为垂直安 装），其中的一个引脚与风机插座相连；初级工作电压一般为直流5V，早期一部分型号为直流12V。

光耦可控硅的测量方法和光耦相同，详细内容参见第2章第1节的第二部分内容。

3．检修技巧

①测量室内风机工作电压时，要将PG电机线圈插头插在主板插座上，这时为真实电压；否则光耦可控硅无论是否导通，测量的电压均为交流220V。

②检修电机不运行故障。应首先测量插头供电，看故障是由控制电路引起还是由电机线圈故障引起，如供电正常则检查电机。

③电机转速慢故障。为判断是绕组短路还是启动电容容量小故障，可用万用表电流挡测量运行电流，如电流小于额定值，则为启动电容容量减少故障；如电流超过额定值很多，则为绕组短路。

④风机损坏需要更换时，如无原型号电机更换，在购买配用电机时需要注意：功率、转轴（固定风扇方式）、电机轴的长短、运行方向（正转还是反转）及电机固定方式均应相同。还应注意的是，电容应使用配用电机所标配的容量。

⑤室内风机损坏时，如无原型号电机更换，改为配用电机，霍尔反馈插头Vcc供电（5V或12V）线与地线一定要与主板相对应。如果供电线与地线插反，则一上电就会损坏电机内部霍尔元件，只能再次更换风机。

4．常见故障

PG电机驱动电路常见故障见表3-26。

五、霍尔反馈电路

霍尔反馈电路如图3-36所示。

PG电机旋转一圈，内部霍尔元件会输出一个脉冲信号或几个脉冲信号（厂家不同，脉冲信号数量不同），CPU根据脉冲信号数量计算出实际转速。

1．工作原理

霍尔反馈电路的作用是向CPU提供代表PG电机实际转速的霍尔信号，由PG电机内部霍尔反馈元件、电阻R328/R321、电容C306、CPU的34脚组成。

PG电机内部设有霍尔元件，旋转时输出端输出霍尔信号，通过CZ402插座、电阻R321提供给CPU②脚，CPU内部电路计算出实际转速，与目标转速相比较，如有误差通过改变光耦可控硅导通角，从而改变PG电机工作电压，使实际转速与目标转速相同。

PG电机停止运行时，根据内部霍尔元件位置不同，霍尔反馈插座的信号引针电压即CPU②脚电压为5V或0V; PG电机运行时，不论高速还是低速，电压恒为2.5V，即供电电

压5V的一半。

2．常见故障

CPU判断PG电机停转（无霍尔信号）、堵转或转速低（霍尔信号数量少）时，则会改变光耦可控硅导通角，增大PG电机供电电压；如果30s内霍尔信号仍然不正常，则停止驱动光耦可控硅，PG电机停止运行，并报“霍尔信号异常”的故障代码。

光耦可控硅初级发光二极管开路或内部光源损坏、启动电容无容量、PG电机线圈开路、PG电机供电插座或霍尔反馈插座接触不良，均会使CPU检测不到霍尔信号，则会报相同的故障代码。

如果驱动电路正常，PG电机能正常运行，但由于某种原因CPU检测不到霍尔信号，故障现象表现为：开机后PG电机运行，转速逐渐升高，1min左右停止运行。

3．霍尔元件检查方法

空调器报“霍尔信号异常”故障代码，在PG电机可以启动运行的前提下，为判断故障是PG电机内部霍尔元件损坏还是室内机主板损坏，应测量霍尔电压是否正常，方法如下所述，实物及故障分析见表3-27。

空调器通上电源但不开机，使用万用表直流电压挡，黑表笔接地，红表笔接霍尔反馈插座信号引针，用手慢慢转动贯流风扇的同时观察电压变化情况。如果为 5V～0V～5V～0V跳动变化的电压，说明PG电机内部霍尔元件正常，应更换室内机主板试机；。如果电压一直为5V、0V或其他固定值，则为PG电机内 部霍尔元件损坏，需要更换PG电机。