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应用案例
变频技术在洗衣机的应用探究
发布时间:2018-6-26 13:42:00   来源:杭州三科变频科技有限企业   人气值:

随着全球经济的快速发展,生产、生活上需要的电力能源越来越多,电力资源开始出现紧缺,所以如何节能环保、提高效率成当今的研究热点。在工业生产中,电机作为工业生产的的动力之源,是生产中耗能最多的设备,因此如何优化电机的设计,使之成为节约能源的一个有效途径。随着半导体逐渐的发展起来,数字型号处理器和各种先进的控制策略的出现,使得电机的效率、调控的优化成为了可能。

1、变频技术的产生

家电作为现代家庭中不可或缺的组成部分,在家庭中扮演着非常重要的角色。而随着这几年国家、民众对能源、环境问题的倡议和关注,很多家电生产厂家也开始制造出更加节能的产品,如变频空调、变频冰箱、变频洗衣机等。变频洗衣机具有噪声小、振动微、洗净度高、节约电等优点,从洗衣机市场脱颖而出。当市场对交流电机产生了无极调速的需求的时候,研究者通过改变交流电频率的方式来实现交流电的控制,这就是变频技术。

通常情况下变频就是将220V的标准交流电转换成可变交流电,可变交流电是指其幅值、频率可变。在一般的电机驱动的场合,通常会现将恒压恒频的单相交流电变成直流电,再将直流电变成幅值、频率可调的三相交流电。在变频技术产生以前,电机调速不骗采用变级数、调压、斩波调速、转子串电阻等方式。但是这种变极调速的方式会造成电机转速和转矩在短时间内剧烈波动,可能诱发系统崩溃,而且调速只能在几个固定的转速下进行。而无极变速在电机调频的时候非常的平稳,但是会因为电机两端的电压降低出现电机利用率偏低的情况,使得整个系统的效率变低。变频调速则克服了以上缺点,不仅可以无极调速,更是在调速的时候平滑过渡,且电机利用率高,损耗少,还明显降低了变频时候的噪音。

2、变频技术在洗衣机上的应用

自20世纪70年代以来,家用电器就开始用上了变频技术,从微波炉到冰箱、洗衣机甚至是电饭煲。而20世纪90年代后期,家电在变频技术上的改进主要是针对节能环保方向。变频冰箱在变频制冷后,压缩机始终处在低速运转的状态,这大大的减少了压缩机的噪音和节约了能源;变频空调在使用了变频技术后,可以使空调在不需要压缩机持续工作的状态下就实现冷暖控制,降低了电的耗能。

在洗衣机方面,过去的变频技术就已经让洗衣机实现了可变速控制,提高了洗衣机的洗净性能,现在的变频技术除了在确保洗衣机的节能和静音之外,还可以使衣服柔和洗涤。变频洗衣机可以根据其电机的不同划分成两类——交流变频洗衣机和直流变频洗衣机。其中直流变频洗衣机又可以分为直驱式和皮带轮式。

交流变频洗衣机具有结构简单、成本低、寿命长、性能稳定、噪声较小的优点,但是其整机运行效率不高,甚至在轻载低速时的运行效率不足30%,其控制精度也受转子的影响。直流变频洗衣机依托永磁同步电机,具有体积小、重量轻、效率高、噪声低等优点,其整机运行效率达60%,在高速脱水时甚至高达80%。尤其是直驱式的直流变频洗衣机,其结构更为简单,省去了传统洗衣机的皮带式结构。但是因为其依托于永磁体,可能会面临退磁的风险,而自身的技术也受限制,很难实现脱水的高速运转。皮带轮的洗衣机处于三种变频洗衣机中技术最成熟、噪声最小、效率最高的。以上三种洗衣机各有各的优点,大家很难去评判其优缺点。变频技术在波轮洗衣机和滚筒洗衣机上应用的原理也是不同的。

波轮洗衣机主要是靠水频繁的正转和反转产生的水流来清洁衣物,滚筒洗衣机则是通过摔打衣物至铅垂面上来完成洗涤动作。两种洗衣机的结构和原理的差异,也使得变频技术在两种洗衣机上应用的技术难度不同。波轮洗衣机的变频技术主要受制于模糊称重和快速频繁起停。因为波轮洗衣机在无水洗涤的过程中容易对衣物造成伤害,因此其称重时间不宜太长、转速也不宜太高。而在这种情况下因为衣服与桶壁发生摩擦或者是衣物的抱团,都会影响称重的数据。

在波轮洗衣机快速频繁起停的过程中,若是衣物较多洗衣机是可以自由停机的,若是衣物较少,水流的运动惯性又太大,洗衣机就必须依靠刹车来停车。滚筒洗衣机具有模糊称重、负载运行等技术难点。与波轮洗衣机模糊称重的难点不同,滚筒洗衣机模糊称重主要受制于功率计算的准确性,功率计算受电流环、密度环、衣服密度等诸多因素的影响。而实验证明,当滚筒的转速超过一定的数字后(具体数字跟滚筒大小有关),衣物将紧贴滚筒,而失去摔打的功能,从而无法洁净衣物,这就是负载运行的后果。

3、结语

直流变频洗衣机耗能低、噪声小,是这几年的变频技术发展趋势。现在物联网技术迅速发展起来,GREE也开始制作手机,用于联结GREE的家电设备。如果是结合变频技术和物联网,未来的洗衣机发展将会变得更加的智能、高效。

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