变频空调市场以及直流产品介绍.ppt

TOSHIBA广广东美芝美芝营销技技术 变频空空调市市场以及以及直流直流压缩机机产品介品介绍20082008年年5 5月月1616日日TOSHIBA1.INV.AC 市市场概况概况2.重点客重点客户INV开开发状况状况3.同行同行产品型品型谱介介绍4.各社各社DC INV.压缩机机竞争力分析争力分析5.主要主要竞争社技争社技术动向向6.GMCC直流直流电机介机介绍7.直流直流变频驱动技技术8.直流空直流空调器器设计主意要点主意要点 目目次次 TOSHIBAINV.ACINV.AC 市市市市场场概况概况概况概况0 010,00010,00020,00020,00030,00030,00040,00040,00050,00050,00060,00060,00070,00070,00020032003200420042005200520062006200720070 0101020203030404050506060707080809090100100其他其他中近東中近東亚洲（其他）洲（其他）欧州欧州北美北美日本日本中国中国INV.-INV.-合計合計INV.-INV.-欧州欧州INV.-INV.-日本日本INV.-INV.-中国中国（TCCJTCCJ予測）予測）日本日本欧州欧州.合計合計中国中国全球全球RAC INV.RAC INV.市场状况市场状况1.全球RAC市场稳步增长、变频空调市场逐步扩大；2.欧洲市场变频增长迅速、日本市场变频化95%；3.中国市场对应电力不足及节能要求、变频化趋势。(kp)kp)(%)(%)INV.ACINV.AC 市市市市场场概况概况概况概况1.RAC变频市场增长迅速、欧洲DC INV.市场份额扩大化；2.中国变频空调能效标准法规实施，进一步促进变频化的发展、其中DC INV.化快速发展。万TOSHIBAGMCCGMCC工工场DCDC压缩机生机生产贩壳状况壳状况155155万台万台 GMCCGMCC工工场国内客国内客户海外客海外客户2222万台万台132132万台万台直流变频压缩机自直流变频压缩机自0404年始量产年始量产以来以来,累计出荷销量累计出荷销量155155万台万台客客客客先先先先INVINV开开开开发发状况状况状况状况 13HP AC变频空调器已经量产多年，近两年基本没有新产品开发投入；DC变频针对欧洲与国内市场实际需求进行开发，目前完成11.5HP DC INV空调的开发量产（R22/R410A），23HP DCINV 空调厂家逐步完成开发，并且投入市场销售。国内品牌厂家变频空调开发重点转向DC INV，特别是23HP DC INV，以及DC空调器搭载变频控制器、压缩机可靠性、降低高频噪音研究等等。1）国内品牌厂家国内品牌厂家变频销售年度推移：美的、科龙、海尔、海信4社TOSHIBA客客客客先先先先INVINV开开开开发发状况状况状况状况2）日系厂家 夏普（上海）、富士通（上海）、松下（广州）、东芝（顺德）等是针对返销日本的 R410A DC INV空调的制造基地；以及针对欧洲市场与国内市场的需求，量产全系列（13HP）DC INV空调制造据点。3）GMCC主要客户DC INV空调开发现状汇总TOSHIBATOSHIBA同行同行同行同行产产品型品型品型品型谱谱介介介介绍绍各社机种型谱介绍TOSHIBA同行同行同行同行产产品型品型品型品型谱谱介介介介绍绍DC INV 型谱对照TOSHIBADC INV 型谱对照同行同行同行同行产产品型品型品型品型谱谱介介介介绍绍TOSHIBA各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析R410A 1P DC 各社性能对比TOSHIBA各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析R410A 1P DC 各社性能对比各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析DA108X1C-20FZ3 VS 5RS102X 噪音频谱比较 噪音噪音OA值，6060rps/90rps时DA108X1C-20FZ3较5 5RS102 约3 3dB(A)恶化，定子槽数少化，定子槽数少关系有；关系有；频谱特性方面：特性方面：2.52.5KHz以下以下5 5RS102较优，3.53.5KHz以上以上DA108较优。DA108X1C-20FZ3 VS 5RS102 SEER30rpsDA1085RS102DA1085RS1025RS102DA108DA108X1C-20FZ3 VS 5RS102 SEER60rpsDA108X1C-20FZ3 VS 5RS102 SEER90rpsTOSHIBATOSHIBA各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析DA89X1C-20FZ VS C-6RZ092H1A 噪音频谱比较噪音噪音OA值，3030rps/60rps/90rps时DA89X1C-20FZ较C-6RZ092 约3 3dB(A)恶化，三化，三洋采用双洋采用双转子分布卷子分布卷Motor.DA89C-6RZ092C-6RZ092DA89DA89C-6RZ092TOSHIBA各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析DA89X1C-20FZ VS 5RS092XF（分布卷）噪音频谱比较噪音噪音OA值，3030rps时DA89X1C-20FZ较5 5RS092分分布卷布卷 约3 3dB(A)恶化，化，6060rps/90rps相当相当5RS0925RS0925RS092DA89DA89DA89TOSHIBA各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析5RS092XAF（分布卷）VS 5RS092XDB（集中卷）噪音频谱比较噪音噪音OA值，3030rps时5 5RS092分布卷分布卷较5 5RS092集中卷集中卷 约6 6dB(A)改善，改善，6060rps/90rps相当，相当，东芝芝专用用变频器外要器外要调查。5RS092分卷5RS092分卷5RS092分卷5RS092直卷5RS092直卷5RS092直卷TOSHIBAR22 1P DC 各社代表机种性能对比各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析TOSHIBA各社各社各社各社DC INV.DC INV.压缩压缩机机机机竞竞争力分争力分争力分争力分析析析析2P3P DC 各社代表机种性能对比ATG133松下2P仕样日立2P构想TOSHIBA空调侧技术动空调侧技术动空调侧技术动空调侧技术动向向向向DC 双转子采用倾向；对系统配管振动噪音要求逐步提高，并实现低频运转。180正弦波矢量驱动控制技术采用趋势；改善压缩机驱动高频运转噪音。高效、抗减磁电流强、易于控制驱动电机采用；压缩机与驱动控制高可靠性。23HP DC 压缩机最大冷媒允许充注量1800g以上。着重进行SET噪音改善检讨，采用低噪音压缩机，高效化（采用各社基本达成可）并不是非常迫切。空空调调器采用技器采用技术动术动向向TOSHIBA压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向TOSHIBA压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向各主要竞争社07冷年DC INV.技术动向沈阳三洋 15F系列1CYL Max机种（10.7cc）开发，计划06/12量产。15F系列1CYL 8.9cc机种采用分布卷电机低噪音对应开发，计划06/12量产。20F系列2CYL 9.214.6cc机种Motor效率、新供油方式COP UP检讨、新容量控制（2级压缩构造）气体喷射INJ检讨。20F系列2CYL 23.3cc机种Motor积厚15mm增加、4极IPM分布卷、稀土类磁石、磁石量20%增加，泵体采用MF固定方式，高COP开发。TOSHIBA压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向各主要竞争社07冷年DC INV.技术动向上海日立 R410A ASC104 SD 10.4cc（Twin）扩大机种采用6槽4极集中卷电极、稀土类磁石，计划06/12量产。2HP R410A DC ATG133 13.3cc（Twin）集中卷、稀土Motor开发，壳体外径小型化与ATC092 同，计划07/03量产。原11.5HP R410A分布卷式样转向集中卷ATC092(Twin)、ASC092已经量产；11.5HP R22 G系列10.4cc、13.3cc机种集中卷化对应。2HP R22 DC SL232SD 30.4cc 分布卷、稀土Motor开发，计划07年初量产。3HP R22 DC 30.4cc（Twin）开发检讨中。TOSHIBA压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向压缩机侧技术动向各主要竞争社07冷年DC INV.技术动向松下万宝 2HP R410A DC 5RS132 13.2cc，-能力扩大 压缩机 4极分布卷Motor、稀土磁石开发，计划07/2量产。1HP R410A DC 9.2cc、10.3cc，从6极集中卷（铁氧体磁石）Motor，转向推广杭州制新仕样4极分布卷（稀土磁石），噪音低减，COP相当向上。广州三菱 R22 DC SHB130F 13.0cc，Twin，（6极集中卷Motor）开发完了，06年初量产济。GMCC直流产品介绍直流产品介绍表面型表面型铁氧体铁氧体内部埋入型内部埋入型铁氧体铁氧体内部埋入型内部埋入型稀土类稀土类DC电机发展电机发展主流主流主流主流社社社社社当社松下万宝松下日立三菱電機三洋電機極極希土類極希土類極極希土類極DC直流变频电机总体特直流变频电机总体特点点AC诱导电机DC无刷电机永永久久性性磁磁石石代代替替了了励励磁磁线线圈圈，二二次次损损失失降降低低，电电机效率高。机效率高。检检测测转转子子位位置置，调调整整输输出出转转矩矩与与实实际际负负荷荷转转矩矩达达到平衡。到平衡。直流电机的定子直流电机的定子极数少，磁场脉极数少，磁场脉动较大，噪音、动较大，噪音、振动方面有所恶振动方面有所恶化。化。集中卷电机和分布卷电机的效率比较集中卷电机和分布卷电机的效率比较铁氧体磁石与稀土类磁石比较铁氧体磁石与稀土类磁石比较项项项项 目目目目铁氧体磁石铁氧体磁石铁氧体磁石铁氧体磁石MOTORMOTORMOTORMOTOR稀土类磁石稀土类磁石稀土类磁石稀土类磁石MOTORMOTORMOTORMOTORMOTORMOTOR效率效率铜铜损损铁铁损损噪噪 音音小型化小型化耐减磁耐减磁性性低温减磁低温减磁高温减磁高温减磁材料成材料成本本磁石成本磁石成本电磁钢板成本电磁钢板成本电线成本电线成本INVINV驱动驱动 着磁性着磁性GMCC GMCC 采用采用采用采用直流变频压缩机驱动控制 无刷直流电机在运行时，必须实时检测出转子磁场相对于定子绕组的位置，从而进行相应的驱动控制以使绕组电流换相，保证电机持续稳定运行；对于无刷直流变频压缩机，其转子位置检测一般通过直接检测无刷电机的感应电动势，利用电压的采样信号，测算出转子的位置。交流 电源整流 滤波 直流 电源逆变 变 频 交流 电源直流 压 缩机 位置 检测相違点相違点相違点相違点回転子位置検出不要回転子位置検出必要密閉型開放型位置検出難位置検出容易位置検出取付容易無通電相誘起電圧位置検出電流値演算位置推定矩形波相通電方式正弦波相通電方式端子電圧巻線電流休止区間通電区間誘起電圧基準電圧矩形波電流（駆動方式）（正弦波駆動方式）正弦波電圧正弦波電流（位置検出）Vector-control模拟式数字式回路構成簡単cost低software簡単cost低回路構成複雑cost高software複雑cost高誘起電圧小始動時位置検出難誘起電圧大始動時位置検出容易急激負荷変動時 応答性難急激負荷変動時 応答性良数秒極短時間同期運転同期運転周波数上昇周波一定(極低速）起動pattern起動pattern矩形波相通電方式正弦波相通電方式含有高調波大効率低下含有高調波大騒音振動大位相制御難最適運転難最高回転数低運転範囲狭含有高調波小効率高含有高調波小騒音振動小位相制御容易最適運転可最高回転数高運転範囲広回路構成簡単cost低高速演算処理不要cost低software簡単cost低回路構成複雑cost高高速演算処理必要cost高software複雑cost高（普通驱动控制方式普通驱动控制方式）（正弦波驱动控制方式正弦波驱动控制方式）含有高調波大効率低电机性能变频器 式样 变频空调器系统评价时的注意事变频空调器系统评价时的注意事项项问题？！问题？！问题？！问题？！BBE EC CDDAA退磁问题退磁问题启动问题（寝入条件）启动问题（寝入条件）失步问题失步问题低频振动问题低频振动问题高频噪音问题高频噪音问题1、高负荷、高负荷2、高转速、高转速 3、启动时刻、启动时刻A.退磁问题退磁问题退磁S NNS磁石反向磁场转子侧定子侧定子侧施加反向电流，形成反向磁场，引起转子磁石退磁运转电流增大效率低下运转范围缩小转子位置检测失败驱动单元异常发热（IPM功率原件）退磁影响反向磁场大小匝数电流电流峰值（Io-p）B1.启动问题（寝入条件）启动问题（寝入条件）低温冷媒沉积启动时电流退磁率（）常温低温低温容易退磁低温次侧电压高电流大启动占空比（次侧电压）大电流大電流一次侧电压電流启动占空比逆磁场大小匝数电流匝数多的机种启动占空比小允许退磁率 在低温1次侧冷媒沉积启动时，负载大，启动时要强制换流，异步启动出现有大的电流通过，容易引起退磁。铁氧体磁铁的情况下磁铁的温度越低退磁率也就越大，因此，低温（）高电圧启动时，压缩机允许峰值电流不要超过下表的允许电流。低温冷媒沉积启动确认 情况下退磁率为的减磁电流峰值 异步启动电流异步启动电流同步运转电流同步运转电流磁石材料：6系列:TDK FB6N 磁石材料：9系列:YBM-9BF 压缩机型名 允许电流 压缩机型名 允许电流 B2.启动占空比的设启动占空比的设置置电流匝数启动力矩必要必要启动力矩启动力矩启动力矩 低温冷媒沉积启动最大负荷启动力矩匝数电流匝数少机种电流大必要匝数少机种启动占空比大必要启动占空比设置启动占空比设置必须确保压缩机启动性能（尤其是低温寝入条件必须确保压缩机启动性能（尤其是低温寝入条件）（注意：启动电流的界限要求）（注意：启动电流的界限要求）（注意：启动电流的界限要求）（注意：启动电流的界限要求）改善方法：电机绕组通电加热（绕组温度改善方法：电机绕组通电加热（绕组温度5555）C.失步问题失步问题失步时失步是指转子脱离了同步速度的状态，一般在不能检测出转子位置的时候发生异常电流（大电流）通电高频运转高负荷运转发生概率大发生退磁需要在空调系统上确认电机有无失步，再进一步判断压缩机有无退磁D.高频噪音问题高频噪音问题暖房运行初期噪声问题暖房运行初期噪声问题转速噪音普通DC电机驱动正弦波驱动暖房运行初期高频运行q适应性检讨：适应性检讨：电机驱动控制的匹配性能电机驱动控制的匹配性能改善对应改善对应q 压缩机隔音措施压缩机隔音措施q 调整（降低）运行频率调整（降低）运行频率1.1.控制方法控制方法2.2.控制技术（正弦波驱动技术）控制技术（正弦波驱动技术）3.3.载波频率是否合适：避开压缩机电载波频率是否合适：避开压缩机电机铁芯固有频率（机铁芯固有频率（2 2kHzkHz）；）；q 扼流线圈的振动噪声控制扼流线圈的振动噪声控制E1.低频振动问低频振动问题题单转子活塞式压缩机在低频运转时产生的振动主要是由气体压缩时，负荷转矩的不断变化，最终导致电机转速的不平稳；而双转子和涡旋式压缩机的负荷波动平稳，负荷转矩变动较小E2.低频转矩控低频转矩控制制 从转矩补偿模型不从转矩补偿模型不难可以看出，在电机难可以看出，在电机基本转矩水平线上方基本转矩水平线上方的黑色部分是需要增的黑色部分是需要增加的电机输出转矩，加的电机输出转矩，在水平线下方的是需在水平线下方的是需要减小的电机输出转要减小的电机输出转矩矩通过调节通过调节PWM波形的波形的占空比来调节电机的占空比来调节电机的输出转矩，使之符合输出转矩，使之符合电机的负荷转矩变动电机的负荷转矩变动单转子压缩机的低频振动问题，可以通过转矩控制来解决！单转子压缩机的低频振动问题，可以通过转矩控制来解决！单缸旋转式压缩机单缸旋转式压缩机（无转矩控制）（无转矩控制）单缸旋转式压缩机单缸旋转式压缩机（有转矩控制）（有转矩控制）SolutionSolution！转矩补偿模型转矩补偿模型TOSHIBA 谢谢 谢谢 ！