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隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)和生活所需的電能越來(lái)越多，電力資源開(kāi)始出現(xiàn)短缺。因此，如何節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、提高效率已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中，電機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力源，是生產(chǎn)中最耗能的設(shè)備，因此，如何優(yōu)化電機(jī)設(shè)計(jì)成為節(jié)能的有效途徑。隨著半導(dǎo)體的逐漸發(fā)展，數(shù)字處理器和各種先進(jìn)控制策略的出現(xiàn)使得優(yōu)化電機(jī)的效率和調(diào)節(jié)成為可能。
1、變頻技術(shù)的產(chǎn)生
在現(xiàn)代家庭里的家電，是作為居住環(huán)境中不可分割的一部分，而且在家庭中扮演著非常重要的角色。隨著這幾年國(guó)家、民眾對(duì)能源、環(huán)境問(wèn)題的倡議和關(guān)注，很多家電生產(chǎn)廠(chǎng)家也開(kāi)始制造出更加節(jié)能的產(chǎn)品，如變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機(jī)等。變頻洗衣機(jī)具有噪聲小、振動(dòng)微、洗凈度高、節(jié)約電等優(yōu)點(diǎn)，從洗衣機(jī)市場(chǎng)脫穎而出。當(dāng)市場(chǎng)對(duì)交流電機(jī)產(chǎn)生了無(wú)極調(diào)速的需求的時(shí)候，研究者通過(guò)改變交流電頻率的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電的控制，這就是變頻技術(shù)。
通常情況下變頻就是將220V的標(biāo)準(zhǔn)交流電轉(zhuǎn)換成可變交流電，可變交流電是指其幅值、頻率可變。在一般的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合，通常會(huì)先將恒壓恒頻的單相交流電變成直流電，再將直流電變成幅值、頻率可調(diào)的三相交流電。在變頻技術(shù)產(chǎn)生以前，電機(jī)調(diào)速普遍采用變級(jí)數(shù)、調(diào)壓、斬波調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻等方式。但是，這種極調(diào)速方式，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩在短時(shí)間內(nèi)劇烈變動(dòng)，可能誘發(fā)系統(tǒng)的崩潰，并且調(diào)速只能以幾個(gè)一定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行。而無(wú)極變速在電機(jī)調(diào)頻的時(shí)候非常的平穩(wěn)，但是會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)兩端的電壓降低出現(xiàn)電機(jī)利用率偏低的情況，使得整個(gè)系統(tǒng)的效率變低。變頻調(diào)速則克服了以上缺點(diǎn)，不僅可以無(wú)極調(diào)速，同時(shí)能夠平穩(wěn)的進(jìn)行調(diào)速，電機(jī)的使用效率增加，減少損耗，而且還使得變頻時(shí)的噪音還明顯減弱了。
2、變頻技術(shù)在洗衣機(jī)上的應(yīng)用
自20世紀(jì)70年代以來(lái)，家用電器一直使用變頻技術(shù)，從微波爐到冰箱、洗衣機(jī)，甚至電飯鍋。20世紀(jì)90年代后期，家用電器變頻技術(shù)的改進(jìn)主要是為了節(jié)能和環(huán)保。變頻制冷后，壓縮機(jī)始終低速運(yùn)轉(zhuǎn)，大大降低了壓縮機(jī)的噪音，節(jié)約了能源；變頻空調(diào)采用變頻技術(shù)后，無(wú)需壓縮機(jī)連續(xù)工作即可實(shí)現(xiàn)制熱和制冷控制，從而降低了能耗。在洗衣機(jī)方面，過(guò)去的變頻技術(shù)使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了變速控制，提高了洗衣機(jī)的洗滌性能。現(xiàn)在的變頻技術(shù)不僅能保證洗衣機(jī)的節(jié)能和靜音，還能使衣物洗得柔和。變頻洗衣機(jī)根據(jù)電機(jī)的不同可以分為兩種類(lèi)型——交流變頻洗衣機(jī)和DC變頻洗衣機(jī)。其中，DC變頻洗衣機(jī)可分為直驅(qū)式和皮帶輪式。
交流變頻洗衣機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、噪聲小，但整機(jī)效率不高，在輕負(fù)荷和低速運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行效率均小于30%。直流變頻洗衣機(jī)是以永磁同步電動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，具有體積小、重量輕、效率高、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行效率可達(dá)60%，在高速脫水時(shí)甚至高達(dá)80%。特別是直驅(qū)直流變頻洗衣機(jī)，其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，消除了傳統(tǒng)的帶式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)。但是因?yàn)槠湟劳杏谟来朋w，可能會(huì)面臨退磁的風(fēng)險(xiǎn)，而自身的技術(shù)也受限制，很難實(shí)現(xiàn)脫水的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶輪的洗衣機(jī)處于三種變頻洗衣機(jī)中技術(shù)成熟、噪聲小、效率高的。以上三種洗衣機(jī)各有各的優(yōu)點(diǎn)，我們很難去評(píng)判其優(yōu)缺點(diǎn)。變頻技術(shù)在波輪洗衣機(jī)和滾筒洗衣機(jī)上應(yīng)用的原理也是不同的。
波輪洗衣機(jī)主要是靠水頻繁的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的水流來(lái)清潔衣物，滾筒洗衣機(jī)則是通過(guò)摔打衣物至鉛垂面上來(lái)完成洗滌動(dòng)作。兩種洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理的差異，也使得變頻技術(shù)在兩種洗衣機(jī)上應(yīng)用的技術(shù)難度不同。波輪洗衣機(jī)的變頻技術(shù)主要受制于模糊稱(chēng)重和快速頻繁起停。因?yàn)檩喪较匆聶C(jī)在無(wú)水洗衣過(guò)程中容易對(duì)衣物造成損壞，所以其稱(chēng)重時(shí)間不長(zhǎng)，速度不高。
在波輪洗衣機(jī)快速頻繁起停的過(guò)程中，若是衣物較多洗衣機(jī)是可以自由停機(jī)的，若是衣物較少，水流的運(yùn)動(dòng)慣性又太大，洗衣機(jī)就必須依靠剎車(chē)來(lái)停車(chē)。滾筒洗衣機(jī)具有模糊稱(chēng)重、負(fù)載運(yùn)行等技術(shù)難點(diǎn)。與波輪洗衣機(jī)模糊稱(chēng)重的難點(diǎn)不同，滾筒洗衣機(jī)模糊稱(chēng)重主要受制于功率計(jì)算的準(zhǔn)確性，功率計(jì)算受電流環(huán)、密度環(huán)、衣服密度等諸多因素的影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)滾筒的轉(zhuǎn)速超過(guò)一定數(shù)值(具體數(shù)值與滾筒的大小有關(guān))時(shí)，衣物就會(huì)粘在滾筒上。從而失去摔打的功能，從而無(wú)法潔凈衣物，這就是負(fù)載運(yùn)行的后果。
3、結(jié)語(yǔ)
直流變頻洗衣機(jī)電功耗低，噪音小，是未來(lái)變頻技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，格力也開(kāi)始制作手機(jī)，用于聯(lián)結(jié)格力的家電設(shè)備。如果是結(jié)合變頻技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)，未來(lái)的洗衣機(jī)發(fā)展將會(huì)變得更加的智能、高效。
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