[關(guān)鍵詞]變頻技術(shù) 變頻家電 節(jié)電

摘要：變頻技術(shù)在現(xiàn)今社會廣泛應用，其技術(shù)含量也大大增加。傳統(tǒng)的家電產(chǎn)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(chǎn)品中使用的交流或直流電源被變頻器進一步轉(zhuǎn)化為高頻的交流電。所以，通常變頻器在轉(zhuǎn)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。

引言

    變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)被譽為"節(jié)能"。變頻技術(shù)是應交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。20世紀70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀80年代，作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣，并得出諸多優(yōu)化模式，其中以鞍形波PWM模式效果*。20世紀80年代后半期開始，美、日、德、英等發(fā)達國家的變頻器已投入市場并廣泛應用。20世紀90年代后半期變頻技術(shù)應用廣泛到家用電器，主要其高功能節(jié)電，從而發(fā)展新的家用電器稱之“變頻家電”。

一、變頻技術(shù)

　　“變頻技術(shù)”這個詞在各種媒體上宣傳很多，那么什么叫變頻技術(shù)？變頻技術(shù)和普通電視使用的技術(shù)有何不同？變頻技術(shù)用在模擬電視或高清度數(shù)字電視上對普通用戶有什么好處？

　　“變頻”顧名思義，就是電視機在工作時頻率不斷地變化。頻率變化究竟有什么好處？要弄清楚這個問題，首先要從照片說起。用放大鏡或顯微鏡來看照片，就會發(fā)現(xiàn)圖像是由一點一點的像素組成的。報紙上的新聞照片和家庭相片，其組成圖像的像素是不一樣大的，且密度也不相同。報紙的照片比照相機照出來的膠片照片像素點要大得多，其像素密度也沒有相片那么密，可見像素越小像素密度越密，圖像就越清晰。在電視技術(shù)中，要提高清晰度，*要減小像素，第二提高像素的密度。減小像素是由顯像管來決定的，顯像管的像素越小，其制造工藝就越復雜，成本也就越高。這也是高清晰度電視價格高于普通電視的主要原因之一。而第二個問題，提高像素密度是由電路來決定的。電視屏幕上的圖像是由一條一條的掃描線組成的。一幅電視畫面，掃描線越多（技術(shù)上叫行頻），垂直方向的像素就越多，垂直清晰度就越高。而整機信道的頻率帶寬越寬，水平方向的像素就越多，水平清晰度也就越高?？梢娨岣唠娨晥D像清晰度，就要提高電視信道的頻率帶寬和增加掃描行數(shù)。我國高清晰度電視的圖像格式為1920×1080i就是一幅電視畫面水平方向的像素為1920個,垂直方向的像素為1080個，整幅圖像有207萬個像素，其圖像像素密度相當35毫米電影膠片的圖像質(zhì)量。

　　可見提高掃描線數(shù)（行頻），是提高清晰度的措施之一。提高行頻還有一個重要原因，就是消除屏幕閃動。前面提到每幀圖像的像素密度為1920x1080i，這是靜止圖像，要使這樣的圖像活動起來，每秒要連續(xù)放映50場這樣的電視圖像，就可以看到活動的畫面了。但是每秒50場還有許多人感到電視屏幕有閃爍感，據(jù)統(tǒng)計，只有提高到每秒60場以上時，才不會有閃爍感。由于人們現(xiàn)在看電視的時間越來越長，因此電視屏幕的閃爍對視力的損害，特別是對青少年的視力損害更為嚴重。解決這個問題的方法就是提高電視的場頻。廈華變頻電視，就是采用變頻技術(shù)，將數(shù)字電視的場頻提高到數(shù)字電視100場，變頻電視60場以上。

　　由此可見變頻技術(shù)不但在提高圖像清晰度時要用到，在保護視力、提高場頻時也要用到。另外，在改變不同清晰度等級的圖像格式時也要用到變頻技術(shù)，因為高清晰度電視不但是能收到各種圖像格式的電視節(jié)目，如1920×1028/50Hz、1280×720P、720×480P等，同時還是一個多媒體的顯示終端，可以顯示計算機的各種圖像格式，例如：1024×768P、800×600P、640×480P等等十幾種顯示格式。這許多種圖像格式中，每一種掃描頻率都不相同。在圖像格式變化時，要求高清電視同時要改變掃描頻率，這就是“變頻技術(shù)”的含意。變頻彩電對用戶來說，既享受到更高質(zhì)量的圖像，又保護了視力。

　　值得一提的是，實現(xiàn)“變頻技術(shù)”需要使用數(shù)字技術(shù)。各種圖像格式轉(zhuǎn)換時，必須使用計算機數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)自動識別、自動轉(zhuǎn)換。廈華高清電視HT-3281、HT-3681和變頻系列電視，采用*的變頻技術(shù)。其中HT-3281、HT-3681，工作時把掃描頻率從28KHz連續(xù)變化到48KHz，并且是全自動識別，這就能兼容世界各國數(shù)字電視不同等級清晰度圖像掃描格式，又能兼容目前各國模擬電視廣播。該機型具有強大的硬件和軟件接口，可以聯(lián)接各種信號源，如：VCD、DVD、PDVD、DVB-C機頂盒、數(shù)字像機等的各種信號輸出端子，如：A/V、S端子、YCrCb分量輸出等。對于高清電視機頂盒輸出的各種信號，如：RGB（VGA D15），YPrPb分量信號以及計算機輸出的VGA信號等都可以兼容。并且能夠適應未來各種視頻信號的顯示格式需要。

二、變頻家電

    隨著國內(nèi)一些城市“電荒”情況的經(jīng)常發(fā)生，不少家電企業(yè)已經(jīng)把目光投向了“節(jié)能”的變頻家電。我國大部分商場開始變頻家電，主要涉及變頻洗衣機、變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻微波爐都被放在顯著位置。變頻電器核心部件的工作頻率可根據(jù)外部環(huán)境的變化（即實際工作需求）而改變工作頻率，從而實現(xiàn)、節(jié)能、延長使用壽命等效果。因而許多電器廠家開始生廠變頻家電。

    下面介紹幾種常用的變頻家電：

1.變頻洗衣機

    數(shù)字直流變頻洗衣機是應用數(shù)字變頻技術(shù)和模糊控制理論，采用無級調(diào)速系統(tǒng)、高精密度軸承和直流無刷變頻電機，在運行中實現(xiàn)了無級變速，能夠針對不同衣物的質(zhì)地確定不同的洗滌、脫水速度，大大提高了衣物的洗凈率，降低了對織物的機械磨損率。由于直流變頻電機的電磁噪音要小于單向感應電機，同時將機械傳動機構(gòu)改為直接驅(qū)動方式，大大減少了機械傳動的噪音?？墒瓜匆聶C運行中的噪音降低10分貝以上，直流變頻洗衣機電機工作效率則由普通洗衣機的40%-50%提高到80%以上，大大節(jié)省了能源。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，它具有洗、節(jié)能洗、*洗等特點。

2.變頻空調(diào)

    數(shù)字變頻技術(shù)運用在家電產(chǎn)品中zui先誕生的成熟產(chǎn)品就是變頻空調(diào)。傳統(tǒng)空調(diào)工作在頻率50Hz、電壓220V的“定頻”供電系統(tǒng)中，由于電流頻率不能改變，因此其轉(zhuǎn)速基本恒定，不能根據(jù)室溫的變化同步調(diào)節(jié)制冷（熱）量，只能依靠頻繁開啟和關(guān)閉壓縮機的方式來調(diào)節(jié)房間溫度的高低，在一開一停之間就造成了室內(nèi)溫差波動較大，人體感覺忽冷忽熱。

    變頻空調(diào)則通過變頻器改變電流（電壓）頻率來調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速，電流頻率高，壓縮機轉(zhuǎn)速就快，空調(diào)產(chǎn)生的制冷（熱）量就大，而頻率較低時，制冷（熱）量相應變小，自動調(diào)節(jié)的結(jié)果就使的空調(diào)能夠根據(jù)周圍環(huán)境溫度變化的實際需要快速產(chǎn)生可變的制冷（熱）量，在短時間內(nèi)就能使室內(nèi)迅速達到所需要的溫度，然后在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)小維持運轉(zhuǎn)，從而室內(nèi)溫差波動很小，人體舒適度大大提高。變頻空調(diào)還具有啟動迅速，適應140-270V電源電壓范圍的特點，能夠*解決電網(wǎng)電壓不穩(wěn)而造成空調(diào)不能工作的難題。交流變頻空調(diào)比普通空調(diào)省電，室內(nèi)機無電磁噪音，能夠?qū)崿F(xiàn)噪音低至只有30分貝左右的寧靜運行等普通定頻空調(diào)*的眾多優(yōu)點，故市場反應極為良好。目前市面上常見的變頻空調(diào)大多為交流變頻空調(diào)，推出的直流變頻空調(diào)又較交流空調(diào)省電10%以上。

3.變頻冰箱

    變頻冰箱是在原普通冰箱的基礎上，采用了變頻壓縮機和驅(qū)動器，增加了變頻控制系統(tǒng),利用模糊控制原理實現(xiàn)系統(tǒng)的*運行,冰箱壓縮機轉(zhuǎn)速可在2000-4000轉(zhuǎn)/分鐘之間變化，從而大大提高了制冷效率，當冰箱內(nèi)溫度很高時，變頻壓縮機運轉(zhuǎn)速度可達4000轉(zhuǎn)/分鐘，使冰箱內(nèi)溫度迅速降低，確保快速制冷；而當冰箱內(nèi)溫度較低時，變頻壓縮機即進行低速運轉(zhuǎn)，冰箱內(nèi)溫度波動的范圍較普通冰箱小得多。

4.變頻微波爐

    變頻微波爐是以變頻器替代了傳統(tǒng)微波爐內(nèi)的變壓器，變頻器通過變頻電路可以將50Hz的電源頻率任意地轉(zhuǎn)換成為20000-45000Hz的高頻率，通過改變頻率來得到不同的輸出功率，解決了傳統(tǒng)微波爐通過對恒定輸出功率反復開/關(guān)進行火力調(diào)空而使事物加熱不均勻的弊端，實現(xiàn)了真正意義上的均勻火力調(diào)控，經(jīng)烹飪的食物不僅口感好，而且營養(yǎng)保存更多。除此之外，與傳統(tǒng)微波爐相比，變頻微波爐還具有機身輕巧、噪音小、烹飪速度快、用電省等特點。

5.變頻彩電

    “數(shù)字變頻”彩電是剛剛出現(xiàn)的變頻家電，它采用數(shù)字變頻技術(shù)，運用動態(tài)幀/行掃描速度轉(zhuǎn)換，將電視臺發(fā)送的隔行掃描信號轉(zhuǎn)換為逐行為掃描信號顯示，并將場頻從50Hz提高到75Hz。這一與HDTV高清晰數(shù)字電視*相同的逐行掃描方式，*消除了傳統(tǒng)隔行掃描電視和普通倍頻彩電的線間抖動和行掃描結(jié)構(gòu)線，消除了大面積閃爍，使圖象柔潤細膩。

　　此外，變頻技術(shù)在自動真空吸塵器、剃須刀、電飯鍋、電磁灶、彩電等家電產(chǎn)品也獲得了重要的應用。

    就電冰箱而言，由于它處于全天工作，采用變頻制冷后，壓縮機始終處在低速運行狀態(tài)，可以*消除因壓縮機起動引起的噪聲，節(jié)能效果更加明顯?？照{(diào)器使用變頻后，擴大了壓縮機的工作范圍，不需要壓縮機在斷續(xù)狀態(tài)下運行就可實現(xiàn)冷、暖控制，達到降低電力消耗，消除由于溫度變動而引起的不適感。近年來，新式的空調(diào)器已采用無刷直流電動機實現(xiàn)變頻調(diào)速，其節(jié)能效果較交流異步電動機變頻又提高約10％-15％。為了進一步提高裝置的效能。

    變頻技術(shù)正在給形形色色的家電帶來新的革命，并將給用戶帶來更大的福音。今后變頻技術(shù)還將隨著電力電子器件、新型電力變換拓撲電路、濾波及屏蔽技術(shù)的進步而發(fā)展。家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)還將給家電增添新的能源。

三、變頻調(diào)速技術(shù)推廣的三大誤區(qū)

誤區(qū)一. 給電機配用變頻調(diào)運器，而變頻調(diào)速器的價格卻比電機本身的價格貴好幾倍，這種投資本末倒置了

    分析：這種認識把變頻調(diào)速器看成了電機的配用設備，變頻調(diào)運器雖然是與電機相連，但它不是電機的配用設備，它是系統(tǒng)的一部分。例如，在生產(chǎn)中常用來取代控制流量的風門或閥，是系統(tǒng)中的定制執(zhí)行機構(gòu)。

    這種認識對于使用變頻調(diào)速器的目的不清。使用變頻調(diào)速器的目的主要不是用來改善電機的位能，目的是為了節(jié)電，不管電機的價格如何，電機總要耗電。以200KW電機為例，電機價格約5萬元，但一年的電費大約要80萬左右，使用變頻調(diào)速器節(jié)電的目的顯然是為了讓80萬元的電費降下來，而與電機的5萬元價格無關(guān)。有的地方使用變頻調(diào)速器是為了提高設備的性能和產(chǎn)品的質(zhì)量，這也與電機價格無關(guān)。

誤區(qū)二. 已經(jīng)使用了功率團數(shù)補償器，功率因數(shù)已很高了，不用再加變頻調(diào)速器了

    分析：這種認識片面地把變頻調(diào)速器看成功率因數(shù)補償器了。使用變頻調(diào)速器確實可以提高功率因數(shù)，但變頻調(diào)速器用于節(jié)電目的時，除了可以提高用電的功率因數(shù)，減少無功功率的損耗外，zui主要的還是通過變頻裝置的調(diào)速功能，使系統(tǒng)的功耗實實在在地降低，避免不必要的能量浪費。

誤區(qū)三. 使用變頻調(diào)速器可以解決電機大馬拉小車的問題

    分析：電機大馬拉小車，電機效率下降，解決的辦法是更換合適的電機，電機效率就可提高，達到節(jié)電目的。一般的變頻調(diào)速器并不能解決大馬拉小車，電機效率差的問題。zui合理的方案是先把電機更換成合適的功率小一點的電機，再選容量合適的變頻器，這樣可以減少變頻器的投資。同時解決了大馬拉小車的問題，提高了電機的效率，達到了節(jié)電的目的。當然有的變頻調(diào)速器，具有自動節(jié)能功能，可以根據(jù)電機負載的情況，以*的狀態(tài)減少變頻器和電機的損耗，有時可以取得額外10%左右的節(jié)電效果。但無論如何，僅為了解決大馬拉小車的問題，采用變頻調(diào)速器不是合理的方案。

四、變頻家電好在哪

    變頻家電是通過改變電源頻率來改變電器轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能和提率。

　　變頻冰箱與普通冰箱相比其優(yōu)點有三：一是制冷效率高和節(jié)能；二是可以快速制冷；三是溫度波動范圍較普通冰箱小。

　　變頻洗衣機的好處也有三點：一是洗滌效果好。能針對不同衣物的質(zhì)地確定不同的洗滌、脫水速度，磨損率低。二是節(jié)能。三是噪音低。這是因為直流變頻電機的電磁噪音要小于單向感應電機，直接驅(qū)動方式也減少了機械傳動的噪音。

五、變頻節(jié)能前途無限

若在相關(guān)企業(yè)中應用變頻調(diào)速技術(shù)，可獲得以下綜合經(jīng)濟效益：

①節(jié)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(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)省無功電能。如終端功率因數(shù)可達0.95左右；

④節(jié)約燃料。如火焰型設備實現(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SO2、灰渣的排放量）；

⑤節(jié)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?。?/p>

⑥延長設備使用壽命。旋轉(zhuǎn)設備軸承的使用壽命隨頻率的指數(shù)近似成反比延長，從而延長設備大修期；

⑦實現(xiàn)變頻裝置與配套件產(chǎn)業(yè)化。

    另外，變頻裝置又易設置變頻/工頻切換開關(guān)，一旦變頻裝置出現(xiàn)故障能及時切入工頻運行，以免停機、停產(chǎn)。

六、變頻是技術(shù)發(fā)展的方向

    變頻技術(shù)是一項在節(jié)能方面應用廣泛的新技術(shù)，在當今提倡環(huán)保節(jié)能時代，變頻家電必然是一個發(fā)展趨勢。與普通的家電相比，變頻家電的確有很多的優(yōu)點。例如變頻空調(diào)、變頻冰箱具有節(jié)能環(huán)保、舒適*、快速制冷的特點，另外采用變頻空調(diào)控制室溫還可使溫度波動小，提高舒適度；變頻微波爐可使被加熱食品得到均勻加熱，具有節(jié)能和省時的優(yōu)點；對于洗衣機來說，變頻洗衣機實現(xiàn)了洗衣機帶負載平緩起動、加速及平緩減速剎車，減少了振動、噪音，延長了洗衣機使用壽命。

七、結(jié)束

    隨著變頻技術(shù)與變頻家電廣泛的生產(chǎn)及應用，給我們現(xiàn)今社會帶來方便,從而給節(jié)電領(lǐng)域增加一片天空。