變頻空調(diào)器的核心是變頻壓縮機，變頻壓縮機的核心是變頻電動機，在變頻電源下運行的電動機簡稱變頻電動機。變頻電動機為三相電動機，它克服了單相異步電動機的一些不足。單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場是橢圓形的，對稱性不如三相電動機，且起動性能差、電磁噪聲大，體積也比三相電動機大。實際上，變頻電源已很難驅(qū)動單相電動機運行，因為當(dāng)頻率發(fā)生變化時，單相電動機的電容（稱為移相電容)值不可能發(fā)生相應(yīng)的變化，使電動機有效運行。
壓縮機驅(qū)動電動機采用的交流異步電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速存在一個轉(zhuǎn)差，同步轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)差也有變化，這對精確控制壓縮機的轉(zhuǎn)速不利。然而異步電動機結(jié)構(gòu)簡單和價格低廉，是目前市場上大部分變頻空調(diào)器所采用的，這種空調(diào)器稱為交流變頻空調(diào)器。
變頻技術(shù)發(fā)展至今雖然只有短短20多年歷史，但變頻技術(shù)在空調(diào)器中的應(yīng)用使得空調(diào)器在控制方面如虎添翼。1978在松下電器技術(shù)展上，變頻空調(diào)器的雛形首次亮相。1981年東芝在世界上首次成功地將變頻器應(yīng)用于熱泵空調(diào)中。從此，揭開了空調(diào)發(fā)展的新紀(jì)元。
目前在家用空調(diào)中應(yīng)用廣泛且技術(shù)比較成熟的是交流異步電動機調(diào)速形式。采用脈寬調(diào)制PWM(Pulse Width Modulation)技術(shù)的交流電動機調(diào)速系統(tǒng)，在性能上已經(jīng)接近直流調(diào)速系統(tǒng)，在產(chǎn)品價格和穩(wěn)定性方面，交流電動機具有明顯的優(yōu)勢，因而交流電動機調(diào)速系統(tǒng)仍然是當(dāng)今變頻壓縮機驅(qū)動電動機的主流。而交流變頻調(diào)速技術(shù)的核心是PWM控制技術(shù)。PWM控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個不斷創(chuàng)新不斷完善的過程。目前得到應(yīng)用的方案不下十種，且仍有新的方案不斷被提出。
在日本和美國等發(fā)達(dá)國家，變頻技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的研究已經(jīng)有很長時間，技術(shù)應(yīng)用水平相對比較成熟。特別是近年來，隨著各種性能優(yōu)良的新型電力半導(dǎo)體器件如IGBT(In-sulate Gate Bipolar Transistor)、有驅(qū)動電路和各種保護電路的智能型功率模塊IPM(Intel-ligent Power Module)的推廣應(yīng)用和變頻空調(diào)專用CPU超大規(guī)模集成電路的問世，以及建立在電機統(tǒng)一理論的人工智能模糊變頻控制算法等控制方案的出現(xiàn)，使變頻技術(shù)應(yīng)用于家 用空調(diào)得到極大的發(fā)展。尤其在日本，由于其國內(nèi)資源比較缺乏，大部分能源需要進口，從而對于節(jié)能和有效利用能源提出了很高的要求，大大刺激了變頻技術(shù)的發(fā)展，最大程度地利 用了變頻的節(jié)能效用。由于其起步早、發(fā)展快，從元件生產(chǎn)到技術(shù)基礎(chǔ)都比較完善，具有較高的水平。
在我國，1996年開始日本夏普、東芝、松下、日立等公司相繼在中國市場推出變頻空調(diào)器，引發(fā)了更高技術(shù)的競爭，國內(nèi)對變頻空調(diào)器消費的要求也越來越高，國內(nèi)房間空調(diào)業(yè)面臨嚴(yán)峻的考驗。于是國內(nèi)眾多廠家為在空調(diào)市場上搶占先機紛紛開發(fā)自己的變頻產(chǎn)品。2007年7 000多萬臺的空調(diào)器總產(chǎn)量中變頻空調(diào)器占了5%左右的份額，一些大的空調(diào)器廠商都有自己的家用變頻空調(diào)器產(chǎn)品。
國內(nèi)對于變頻控制器的自主設(shè)計開發(fā)是近幾年才開始的，然而從設(shè)計變頻器到設(shè)計變 頻控制器還有一定距離，因為變頻調(diào)速技術(shù)只是變頻控制器的一個方面，只能解決頻率變化 的問題，而頻率、風(fēng)速等主要參數(shù)如何控制，如何與主機最佳匹配以最大限度提高空調(diào)器性能都是變頻空調(diào)控制器需要解決的主要問題。
目前，國家高度重視節(jié)能工作，變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)已列入重點組織實施的資源節(jié)約綜合 利用技術(shù)改造示范工程之一。在“十一五”期間及今后的發(fā)展中，我國的變頻器技術(shù)及變頻器行業(yè)一定會有長足的進步。

整個系統(tǒng)分為室內(nèi)與室外兩部分。室內(nèi)部分以室內(nèi)控制單元為中心，由遙控器、傳感器、風(fēng)扇電機等組成，溫度和濕度數(shù)據(jù)及運行模式等信號通過傳輸線輸出給室外部分。室外部分以系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)為中心，內(nèi)有整流器、電流傳感器、變頻器、風(fēng)扇電機等。
室溫傳感器裝在室內(nèi)部分?？刂撇糠指鶕?jù)傳感器輸送的有關(guān)信號進行變頻器輸出頻率的控制，若室內(nèi)調(diào)節(jié)溫差大，則使輸出頻率增加，反之則降低。這種調(diào)節(jié)是自動的，而且能迅速地進行。
所有防爆空調(diào)器都要有完善的電氣控制系統(tǒng)，它包括開、?？刂?，功能選擇控制，安全保護控制?自動恒溫調(diào)節(jié)控制等。防爆空調(diào)器的所有動作都由電控系統(tǒng)來指揮。
我國生產(chǎn)的防爆空調(diào)器的電氣控制系統(tǒng)大都采用了集成電路元件，主要由微電腦來控制各 功能的選擇和操作，如自動恒溫操作控制、間歇開停除濕控制、經(jīng)濟制冷控制、遙控功能控、熱泵自動融霜功能控制，以及其他的自動控制等。
防爆空調(diào)器的控制主要為溫度控制與風(fēng)量控制，在應(yīng)用變頻器以前，溫度控制一般是通過控制壓縮機的運行時間來控制空調(diào)的制冷溫度，通過控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速快慢來控制風(fēng)量。因此，應(yīng)用變頻器來控制壓縮機電機以及風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，就可以很快地調(diào)整防爆空調(diào)的制冷溫度及風(fēng)量。 應(yīng)用變頻器調(diào)速可以方便地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，克服了應(yīng)用時間繼電器調(diào)速帶來的被控溫度不準(zhǔn)、壓縮機噪聲大、耗能大以及設(shè)備使用壽命短等缺點。變頻空調(diào)使溫度控制精度提高、壓縮機噪聲減小、節(jié)能以及延長設(shè)備使用壽命等優(yōu)點。所以，防爆變頻空調(diào)一問世，便得到廣泛的 應(yīng)用，成為新型節(jié)能電器產(chǎn)品。

防爆空調(diào)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速是近年來發(fā)展起來的新興技術(shù)，變頻器在空調(diào)中的應(yīng)用充分發(fā)揮了變頻器節(jié)能、省電、噪聲低、延長空調(diào)使用壽命等優(yōu)點。因此，變頻空調(diào)一問世，就得到了人們的喜愛和廣泛的應(yīng)用，已進入住宅、辦公室、寫字樓等多種場所。空調(diào)器采用變頻 技術(shù)已是大勢所趨，今后應(yīng)用變頻器控制的空調(diào)系統(tǒng)及空調(diào)器將不斷發(fā)展并占有越來越多
的市場份額。
防爆空調(diào)系統(tǒng)基本上是由制冷、通風(fēng)、電氣控制三大部分組成。這三部分互相配合，共同完 成空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)。本節(jié)主要針對電氣控制系統(tǒng)進行討論。
定速空調(diào)器使用開關(guān)控制方式，用鼠籠式電機帶動壓縮機來調(diào)節(jié)溫度，這種方式存在下列缺點：?
①由于安裝空調(diào)機的房間朝向不同以及樓層的不同，進行一年中最大負(fù)載的估算較難進行，因此防爆空調(diào)機的選用就可能不太合適。若空調(diào)功率選小了，則調(diào)節(jié)效果不佳，選大了，會造成成本的浪費。
②壓縮機電機的啟動電流大,因此電源容量的選定要比連續(xù)運行時需要的電源容量大。
③用開關(guān)方式控制空調(diào)機，溫度變化會出現(xiàn)明顯的波動，即室內(nèi)溫度和濕度會發(fā)生波動，有不舒適感。?
④因為壓縮機轉(zhuǎn)速恒定，冷暖調(diào)節(jié)能力不能與外界環(huán)境溫度的變化同步，導(dǎo)致調(diào)節(jié)效果下降。

選用變頻器要充分了解所用變頻調(diào)速的目的是什么，變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)在何種場合使用以及負(fù)載特性的具體情況，并從輸出電壓、輸出頻率、容量、保護條件、u//(電壓/頻率）輸出模式、電網(wǎng)到逆變器的切換、瞬停再啟動等諸方面因素進行綜合考慮，進而選擇出符合要求的變頻器。
(1)輸出電壓?.
變頻器輸出電壓可按電機額定電壓選定。對于高壓電機，如3 kV級的高壓電機選配變頻器時，可選用變壓器進行電壓匹配。
(2)輸出頻率
變頻器的最高輸出頻率根據(jù)機種的不同有不同的值，最高頻率有50、60、120、200Hz等甚至更高。變頻范圍在0?50 Hz的變頻器，一般調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速之間，大容量通用變頻器均屬于此類。最高輸出頻率超過50 Hz以上的變頻器由于輸出電壓不變并為恒功率特性，要注意在高速區(qū)轉(zhuǎn)矩的減小。
進行頻率選擇時，可根據(jù)變頻器的使用目的所確定最高輸出頻率來選擇變頻器。

??????? 變頻空調(diào)就是壓縮機運行頻率可以調(diào)節(jié)的防爆空調(diào)器，運行頻率高時，運轉(zhuǎn)速度快，制冷、制熱量大;運行頻率低時，運轉(zhuǎn)速度慢，制冷、制熱量小。變頻空調(diào)分為直流變頻空調(diào)和交流變頻空調(diào)兩種，其中交流變頻空調(diào)的壓縮機電機和風(fēng)機電機均采用交流電機。直流變頻空調(diào)又分為1D和3D兩種，1D直流變頻空調(diào)僅壓縮機采用直流無刷電機，風(fēng)扇采用交流電機，而3D直流變頻空調(diào)的壓縮機電機與風(fēng)機電機均采用直流電機，目前大部分廠家所宣傳的全直流變頻空調(diào)即為3D直流變頻空調(diào)。
?????? ?在交流變頻控制中，輸出頻率和電動機負(fù)荷、電壓過高或過低都會降低效率。并且電壓高時可能產(chǎn)生過電流過大，太低時會有電動機停止運轉(zhuǎn)的情況。為防止其發(fā)生，有時用控制功率來調(diào)整電壓/頻率。另外交流變頻控制中，電動機轉(zhuǎn)速與控制頻率不同步，電動機實際轉(zhuǎn)速要稍低。?
??????? ?交流變頻異步電動機和直流無刷電動機均是靠電動機內(nèi)部形成的磁力和線圈中的電流間作用產(chǎn)生的磁力運轉(zhuǎn)的，線圈中的電流在兩者中都是從外部流人，但內(nèi)部磁通的形成方式都不同。交流變頻異步電動機的內(nèi)部磁通也是由外部進人的電流形成的，這就必須有進人線圈與形成磁通的兩部分電流，而電流流動必定會因電阻等產(chǎn)生損耗，這就是效率低的原因。直流無刷電動機是由永久磁鐵生成內(nèi)部磁通的，因此不需要外部能量供給，不會產(chǎn)生這一部分的損耗，因此效率高。
籠統(tǒng)地講，交流變頻空調(diào)器與直流變頻空調(diào)器中采用的壓縮機電機原理上都是定子產(chǎn)生一個不斷旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，利用定、轉(zhuǎn)子磁場間電磁力相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不斷推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。由于直流變頻中采用了無刷直流電動機，其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，不需要感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場，減少了損耗，因此效率較高。一般情況下較交流變頻省電約12%，如果轉(zhuǎn)子的磁體排列更科學(xué)，磁力線集中度更高，再加上采用含稀土欽的磁體，則可較交流變頻省電高達(dá)18%~20%。
?????? ?另外，因為直流變頻可以隨外界負(fù)荷的大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，在原理上比負(fù)荷變化時壓縮機開停的交流變頻要節(jié)能。因此，綜上所述，直流變頻要比交流變頻省電。

????? 在普通電刷電動機中，永久磁鐵是定子線圈是轉(zhuǎn)子，因此，要使用電刷換向。在直流無 刷電動機中，線圈是定子，永久磁鐵是轉(zhuǎn)子，可以通過功率開關(guān)政變線圈中電流的方向，實現(xiàn)無刷換向。
?????? 轉(zhuǎn)子(永久磁鐵）的位置檢測是利用感應(yīng)電壓。所謂感應(yīng)電壓和發(fā)電機原理相同，就是 如果磁鐵在線圈中轉(zhuǎn)動，線圈里產(chǎn)生電壓。由于此電壓的相位和磁鐵的位置有一定關(guān)系，測出它就知道了轉(zhuǎn)子的位置。
?????? 在直流無刷電動機中，由于迅速切換線圈中的電流方向,線圈端所加的電壓波形不像通常的交流電動機是正弦波，而是矩形波。
??????直流無刷電動機靠位置檢測電路測出電動機的轉(zhuǎn)子位置并相應(yīng)輸出被形，為閉環(huán)控制方式。電動機的轉(zhuǎn)速是靠PWM改變輸出電壓而實現(xiàn)控制的：
?????施加給電動機的電壓一定時，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，電動機以能產(chǎn)生和負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的轉(zhuǎn)速也增加，相反，如果降低電壓,轉(zhuǎn)速乾會下降,微電腦控制系統(tǒng)隨時測出轉(zhuǎn)速，調(diào)整控制電壓以達(dá)到希望的轉(zhuǎn)速，因為沒有像交流電動機那樣的轉(zhuǎn)差，電動機的轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率相同。這是在2極的情況下，由于S縮機聽用的無刷電動機是4極的，所以變頻器頻率應(yīng)是同轉(zhuǎn)速2極電動機的2倍。

?????? 直流調(diào)速即通常所說的“直流變頻”，盡管這一說法不很準(zhǔn)確，考慮到習(xí)慣用法在此仍沿用這一說法。
????? ?把采用無刷直流電機驅(qū)動壓縮機的空調(diào)器稱為“直流防爆變頻空調(diào)”從概念上來說是不確切的，眾所周知直流電是沒有頻率的，也就談不上變頻，但人們已經(jīng)形成了習(xí)慣。實際上，直流變頻空調(diào)其關(guān)鍵在于采用了無刷直流電機作為壓縮機，其控制電路與交流變頻控制器基本一樣。交流防爆變頻空調(diào)的變頻模塊按照SPWM調(diào)制方法，通過三極管的通斷，給壓縮機三相線圈同時通電，壓縮機為一三相交流電機。直流防爆變頻空調(diào)的變頻模塊每次導(dǎo)通二個三極管，兩相線圈通以直流電，驅(qū)動轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)，另一相線圈不通電，但有感應(yīng)電壓，根據(jù)感應(yīng)電壓的大小可以判斷出轉(zhuǎn)子的位置，進而控制繞組通電順序。直流變頻相比交流變頻多一位置檢測電路。
?????? 直流變頻壓命機轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料制作而成，可以通過改變送給電機的直流電壓 來改變電機的轉(zhuǎn)速，克服了交流變頻壓縮機的電磁噪音與轉(zhuǎn)子損耗，具有比交流變頻壓縮機效率高與噪音低的特點，直流變頻壓縮機效率比交流變頻壓縮機高10%~30%，噪音低5dB~10dB。但是，直流防爆變頻空調(diào)器的成本要高于交流防爆變頻空調(diào)器。大電動機的有效輸出轉(zhuǎn)矩略小，并且有輕微的電磁噪聲。用絕緣柵雙極晶體管(IGBT)作逆變器件時，載波頻率15kHz，電流波形已相當(dāng)平滑，高次諧波分量很小，故電動機的有效輸出轉(zhuǎn)矩大，基本無噪聲。