傳統(tǒng)的家電產(chǎn)品使用的電源可不通過(guò)變換直接將能量輸送給負(fù)載,從而讓用戶獲得不同形式的能源。不過(guò)在變頻產(chǎn)品中使用的交流或直流電源被變頻器進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高頻的交流電。
首先在變頻過(guò)程中我們能線性地控制輸出功率。
我們能獲得高效率并節(jié)省能源,可以說(shuō)變頻器能提供最合適的電源方式,而且通常變頻器在轉(zhuǎn)化能源的時(shí)候,損耗小于普通裝置,尤其對(duì)變壓器損耗來(lái)說(shuō)效果是顯著的。
最早應(yīng)用到變頻技術(shù)的家電是感應(yīng)加熱器。從1985年起逐步應(yīng)用到微波爐、電飯煲、電冰箱以及空調(diào)器、燈具等。最近,洗衣機(jī)也開(kāi)始使用變頻器。這里涉及到三個(gè)方面:一是通過(guò)感應(yīng)高頻磁通來(lái)加熱金屬烤盤(pán);二是通過(guò)變壓來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速;三是利用高頻能源來(lái)減小升壓變壓器的規(guī)模。所以說(shuō)變頻技術(shù)將進(jìn)入到家電的各個(gè)領(lǐng)域。
變頻節(jié)能前途無(wú)限
我國(guó)主要工業(yè)產(chǎn)品的能耗比世界先進(jìn)水平高出30%~90%,每萬(wàn)美元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)耗能量為18.5t標(biāo)煤,節(jié)約能源勢(shì)在必行。若在相關(guān)企業(yè)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù),可獲得以下綜合經(jīng)濟(jì)效益:(1)節(jié)省有功電能。如風(fēng)機(jī)泵類變量設(shè)備的有功功耗隨頻率的立方近似成正比大幅度降低;(2)節(jié)省峰值電能。如照明燈高頻化可提高發(fā)光效率,從而降低峰值功耗;(3)節(jié)省無(wú)功電能。如終端功率因數(shù)可達(dá)0.95左右;(4)節(jié)約燃料。如火焰型設(shè)備實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速與優(yōu)化控制可提高燃燒效率,從而降低能耗并減輕污染(減少S02、灰渣的排放量);(5)節(jié)約原材料。如電磁設(shè)備的重量和體積隨頻率的平方根近似成反比減小;(6)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。旋轉(zhuǎn)設(shè)備軸承的使用壽命隨頻率的指數(shù)近似成反比延長(zhǎng),從而延長(zhǎng)設(shè)備大修期;(7)實(shí)現(xiàn)變頻裝置與配套件產(chǎn)業(yè)化。另外,變頻裝置又易設(shè)置變頻/工頻切換開(kāi)關(guān),一旦變頻裝置出現(xiàn)故障能及時(shí)切入工頻運(yùn)行,以免停機(jī)、停產(chǎn)。
變頻如何節(jié)能:首先是電機(jī)效率高,交流變頻采用三相電機(jī),直流變頻采用直流電機(jī),效率高過(guò)普通的單相異步電機(jī)。其次是避免了反復(fù)啟動(dòng)時(shí)的瞬間強(qiáng)電流。
再次是由于溫控比較精確,比設(shè)定溫度過(guò)冷/過(guò)熱的程度有所降低,所以減少了不必要的浪費(fèi)。最后是在接近設(shè)定溫度時(shí)壓縮機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn),做到了小壓縮機(jī)與大熱交換器的理想匹配,制冷/制熱效率提高。要提高變頻/變轉(zhuǎn)速空調(diào)的省電性能,就要提高壓縮機(jī)/電機(jī)性能,如有些先進(jìn)的空調(diào)采用新開(kāi)發(fā)的磁阻式直流電機(jī)等。還要改進(jìn)節(jié)流元件,如將控制冷媒流量由恒定阻尼的毛細(xì)管改變?yōu)榭勺冏枘岬碾娮优蛎涢y。要提高電能的利用率,使功率因數(shù)盡可能地接近1,如變頻空調(diào)從交流變頻-PWM直流變轉(zhuǎn)速-PAM直流變轉(zhuǎn)速的進(jìn)化帶來(lái)的好處之一就是提高了功率因數(shù)。還在整機(jī)設(shè)計(jì)上提高,尤其是制冷系統(tǒng)。變頻空調(diào)要比普通空調(diào)省電,變頻空調(diào)可以根據(jù)溫度的變化調(diào)節(jié)電機(jī)頻率,不僅讓房間保持恒溫,還能節(jié)省電能。同理,變頻高壓設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要,調(diào)節(jié)高壓電機(jī)的轉(zhuǎn)速頻率,從而節(jié)省電力。
變頻是唯一出路
變頻空調(diào)是空調(diào)發(fā)展的大趨勢(shì),與普通空調(diào)相比,變頻空調(diào)在舒適性、靜音、恒溫以及高效運(yùn)轉(zhuǎn)、延長(zhǎng)使用壽命等方面有顯著優(yōu)勢(shì)。當(dāng)提高頻率時(shí),壓縮機(jī)便高速旋轉(zhuǎn),輸出功率增大。反之,降低頻率時(shí),壓縮機(jī)的輸出功率減小。因此,變頻空調(diào)可根據(jù)不同的室內(nèi)環(huán)境狀況,以最合適的輸出功率進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。而傳統(tǒng)的定速機(jī)種,則依靠其不斷地“開(kāi)、?!眮?lái)調(diào)整室內(nèi)溫度,其一開(kāi)一停之間容易造成室溫或冷或熱,并消耗較多能量。
變頻空調(diào)則依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到控制室溫的目的,因而室溫波動(dòng)小,電能消耗少,其舒適度大大提高。
而運(yùn)用變頻控制技術(shù)的變頻空調(diào),可根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)選擇制熱、制冷和除濕運(yùn)轉(zhuǎn)方式,使居室在短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到所需要的溫度并在低轉(zhuǎn)速、低能耗下以較小的溫差波動(dòng),實(shí)現(xiàn)快速、節(jié)能和舒適的控溫效果。