傳統的家電產品使用的電源可不通過變換直接將能量輸送給負載,從而讓用戶獲得不同形式的能源。不過在變頻產品中使用的交流或直流電源被變頻器進一步轉化為高頻的交流電。
首先在變頻過程中我們能線性地控制輸出功率。
我們能獲得高效率并節省能源,可以說變頻器能提供最合適的電源方式,而且通常變頻器在轉化能源的時候,損耗小于普通裝置,尤其對變壓器損耗來說效果是顯著的。
最早應用到變頻技術的家電是感應加熱器。從1985年起逐步應用到微波爐、電飯煲、電冰箱以及空調器、燈具等。最近,洗衣機也開始使用變頻器。這里涉及到三個方面:一是通過感應高頻磁通來加熱金屬烤盤;二是通過變壓來控制電機轉速;三是利用高頻能源來減小升壓變壓器的規模。所以說變頻技術將進入到家電的各個領域。
變頻節能前途無限
我國主要工業產品的能耗比世界先進水平高出30%~90%,每萬美元國內生產總值(GDP)耗能量為18.5t標煤,節約能源勢在必行。若在相關企業中應用變頻調速技術,可獲得以下綜合經濟效益:(1)節省有功電能。如風機泵類變量設備的有功功耗隨頻率的立方近似成正比大幅度降低;(2)節省峰值電能。如照明燈高頻化可提高發光效率,從而降低峰值功耗;(3)節省無功電能。如終端功率因數可達0.95左右;(4)節約燃料。如火焰型設備實現變頻調速與優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)節約原材料。如電磁設備的重量和體積隨頻率的平方根近似成反比減小;(6)延長設備使用壽命。旋轉設備軸承的使用壽命隨頻率的指數近似成反比延長,從而延長設備大修期;(7)實現變頻裝置與配套件產業化。另外,變頻裝置又易設置變頻/工頻切換開關,一旦變頻裝置出現故障能及時切入工頻運行,以免停機、停產。
變頻如何節能:首先是電機效率高,交流變頻采用三相電機,直流變頻采用直流電機,效率高過普通的單相異步電機。其次是避免了反復啟動時的瞬間強電流。
再次是由于溫控比較精確,比設定溫度過冷/過熱的程度有所降低,所以減少了不必要的浪費。最后是在接近設定溫度時壓縮機低速運轉,做到了小壓縮機與大熱交換器的理想匹配,制冷/制熱效率提高。要提高變頻/變轉速空調的省電性能,就要提高壓縮機/電機性能,如有些先進的空調采用新開發的磁阻式直流電機等。還要改進節流元件,如將控制冷媒流量由恒定阻尼的毛細管改變為可變阻尼的電子膨脹閥。要提高電能的利用率,使功率因數盡可能地接近1,如變頻空調從交流變頻-PWM直流變轉速-PAM直流變轉速的進化帶來的好處之一就是提高了功率因數。還在整機設計上提高,尤其是制冷系統。變頻空調要比普通空調省電,變頻空調可以根據溫度的變化調節電機頻率,不僅讓房間保持恒溫,還能節省電能。同理,變頻高壓設備根據生產工藝的需要,調節高壓電機的轉速頻率,從而節省電力。
變頻是唯一出路
變頻空調是空調發展的大趨勢,與普通空調相比,變頻空調在舒適性、靜音、恒溫以及高效運轉、延長使用壽命等方面有顯著優勢。當提高頻率時,壓縮機便高速旋轉,輸出功率增大。反之,降低頻率時,壓縮機的輸出功率減小。因此,變頻空調可根據不同的室內環境狀況,以最合適的輸出功率進行運轉。而傳統的定速機種,則依靠其不斷地“開、停”來調整室內溫度,其一開一停之間容易造成室溫或冷或熱,并消耗較多能量。
變頻空調則依靠壓縮機轉速的快慢達到控制室溫的目的,因而室溫波動小,電能消耗少,其舒適度大大提高。
而運用變頻控制技術的變頻空調,可根據環境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運轉方式,使居室在短時間內迅速達到所需要的溫度并在低轉速、低能耗下以較小的溫差波動,實現快速、節能和舒適的控溫效果。