變頻調速在家用電器上的應用

變頻調速在家用電器上的應用
 
一、交流電動機變頻調速
 
1 .交流電動機變頻調速多為三相電動機
 
單相異步電動機的旋轉磁場呈橢圓形，其對稱性、啟動性能均不如三相電動機，其電磁噪聲和體積都比同功率的三相電動機大；單相異步電動機很難在變頻電源下驅動運行，這是因為當電源頻率發生變化時，單相電動機的電容（移相電容）值不可能隨之發生相應的變化，使電動機正常運行，所以，變頻調速的電動機多為三相電動機。
 
2 .交流電動機變頗調速的原理
 
電工學告訴我們，交流異步電動機的轉速是與電源的頻率和電壓等有關，只要改變電源的頻率或電壓，就能改變電動機的轉速。要實現交流變頻調速，可將單相（或三相）交流電整流濾波成直流電，再把直流電接大功率驅動模塊 （ IGBT ）逆變成，交流電，再按交流電動機繞組的運行規律去改變功率模塊的導通時間和相位，就能產生一種三相變頻電（其波形為脈沖寬度不同的矩形波） , 并使模塊輸出的矩形波中的調制波按正弦規律變化（即 PWM ） ，也就是使驅動電動機的電流為正弦波，這就是常見的 VVVF 變頻電壓型變頻器。
 
3 .交流電動機變頻調速的優缺點交流電動機變頻器性能優良，可達到與直流變頻調速器同樣高的精度，還由于交流異步電動機的普及性和可靠性、交流變頻調速的歷史較長（已有」－多年）等原因。所以交流變頻技術發展迅速，其技術和工藝日臻成熟。其主要不足之處是交流變頻技術難度大、成本高、運行可靠性相對直流變頻較差。
 
二、無刷直流電動機變頻調速
 
無刷直流電動機的轉子是由高性能磁鋼制成的，定子是用電子線路（或用霍爾傳感器）進行換向，換向電路與電子調速電路為一體，電子調速電路通常制作成三相。在變頻調速電路中進行 PWM 脈寬調制，通過改變脈沖波占空比（相當于改變了施加于定子繞組的平均電壓），達到改變電動機的轉矩和轉速的日的，無刷直流電動機變頻調速系統性能完善優良、運行可靠、成本相對交流變頻器低。但由于無刷直流電動機生產的歷史較短，其技術和工藝還有待于進一步完善，現只限于1KW以下的小功率電動機，故在家用電器領域正好能夠發揮它的優越性。
 
三、開關磁阻電動機變頻調速
 
同無刷直流電動機一樣，也是隨著電力電工技術、電動機制造技術、電動機控制技術以及控制理論的不斷完善，而于近幾年逐步發展成熟的一種新型電動機，它為雙凸極結構，其轉子既無繞組也無永磁體，是由硅鋼片益壓而成，其定子各極上繞有集中繞組，徑向相對的繞組串聯，即構成一相。其運行原理遵循’‘磁阻Zui小原理”，即磁通總是沿著磁阻Zui小的路徑閉合，因磁場扭曲而產生磁阻性質的電磁轉矩。采用開關磁阻電動機的變頻調速系統，具有優良的調速性能，并且兼有交流電動機變頻調速系統和直流電動機變頻調速系統的優點。
 
開關磁阻電動機本身結構和制造工藝簡單（包括其電午驅動控制系統），成本低，易于規摸化生產。開關磁阻電動機的轉矩脈動較大、噪聲較高（相對于直流無刷電動機）的缺點，可以通過對電動機的優化設計、工藝改進加以改進。采用開關磁阻電動機變頻調速系統的家用電器總體性能好，性價比適中。
 
四、變頻技術在家用電器上的應用
 
采用變頻調速技術控制家用電器的電動機轉炬和轉速，具有常規控制所沒有的許多特點。
 
1 .變頻技術在洗衣機上的應用
 
變頻洗衣機比模糊型（智能型）洗衣機的功能更具有人性化，其各項技術參數的選擇空間更大，使采用常規控制所不能實現的洗衣程序成為可能（如水位與水流、轉速 L 節拍／時間的優化組合等）。實現了多種洗滌方式：如全能洗、無級變速，其洗滌轉速可在 30 ? 18Orjmin 之間連續調節，其脫水轉速可在 300 - 800 而認之間任意調節；節能洗：由子采用了直流變頻電動機，其效率高達 百分之90 （普通型交流電動機僅為 百分之40? 50 硯）。變頻洗衣機設有多擋水位（如小天鵝變頻洗衣機設有 10 擋水位，而普通全自動洗衣機一般只有 2 一 3 擋水位），用水多少可通過洗衣機的模糊測試準確調節（也可人為進行調節），做到了眞正意義上的“精打細算”。在洗滌過程中，水位（水量）可根據不同洗滌過程自動調節，可圾大限度地節水；靜音洗滌：洗衣機的噪聲國際規定＜ 75DB ，而變頻洗衣機脫水噪聲Zui大僅為 6 側 B ，其靜音洗滌／脫水程序的平均噪聲則更低。變頻洗衣機的電動機采用直流變頻，其突出優點在于效率高、噪聲低、控制準確，是家用電器驅動技術發展的趨勢。
 
2 .變頗技術在空調上的應用
 
變頻空調是在空調器上增加了變頻器。變頻空調器中的單片機隨時將室內環境的有關信息與其內部所設定值進行比較，經運算處理后輸出控制信號。交流變頻空調器的工作原理是把 SOH ：的交流電轉換為直流電源，再把它送到功率模塊，模塊同時還受到來自單片機的信號控制，輸出頻率可調的電壓（矩形波），使壓縮機電動機的轉速隨電源頻率的變化而變化，從而控制壓縮機的排Zui，調節了制冷量或制熱量，也使空調器更省電，噪聲更低。變頻器能連續無級控制壓縮機電動機的轉速，而壓縮電動機的轉速是根據室內空調負荷而變化的，當室內需要快速降溫或升溫、室內空調負荷加大時，壓縮機就加速運轉，制冷皿或制熱皿就成比例增加，當達到所設定溫度時，隨即處于低速運轉以維持室溫基本穩定。變頻空調器的節流，是運用電子膨脹閥控制流量的方式，以使變頻壓縮機的優越性得以充分發揮。變頻空調器將取代傳統的定轉速空調器，變頻技術從 PWM （脈沖寬度調制）向 PAM （脈沖幅度調制）方向轉化，這是空調器技術發展的趨勢。