隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)、生活上需要的電力能源越來(lái)越多，電力資源開(kāi)始出現(xiàn)緊缺，所以如何節(jié)能環(huán)保、提高效率成當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中，電機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)的的動(dòng)力之源，是生產(chǎn)中耗能最多的設(shè)備，因此如何優(yōu)化電機(jī)的設(shè)計(jì)，使之成為節(jié)約能源的一個(gè)有效途徑。隨著半導(dǎo)體逐漸的發(fā)展起來(lái)，數(shù)字型號(hào)處理器和各種先進(jìn)的控制策略的出現(xiàn)，使得電機(jī)的效率、調(diào)控的優(yōu)化成為了可能。
1、變頻技術(shù)的產(chǎn)生
家電作為現(xiàn)代家庭中不可或缺的組成部分，在家庭中扮演著非常重要的角色。而隨著這幾年國(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)現(xiàn)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)速不騙采用變級(jí)數(shù)、調(diào)壓、斬波調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻等方式。但是這種變極調(diào)速的方式會(huì)造成電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩在短時(shí)間內(nèi)劇烈波動(dòng)，可能誘發(fā)系統(tǒng)崩潰，而且調(diào)速只能在幾個(gè)固定的轉(zhuǎn)速下進(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，更是在調(diào)速的時(shí)候平滑過(guò)渡，且電機(jī)利用率高，損耗少，還明顯降低了變頻時(shí)候的噪音。
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)，家用電器就開(kāi)始用上了變頻技術(shù)，從微波爐到冰箱、洗衣機(jī)甚至是電飯煲。而20世紀(jì)90年代后期，家電在變頻技術(shù)上的改進(jìn)主要是針對(duì)節(jié)能環(huán)保方向。變頻冰箱在變頻制冷后，壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這大大的減少了壓縮機(jī)的噪音和節(jié)約了能源;變頻空調(diào)在使用了變頻技術(shù)后，可以使空調(diào)在不需要壓縮機(jī)持續(xù)工作的狀態(tài)下就實(shí)現(xiàn)冷暖控制，降低了電的耗能。
在洗衣機(jī)方面，過(guò)去的變頻技術(shù)就已經(jīng)讓洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了可變速控制，提高了洗衣機(jī)的洗凈性能，現(xiàn)在的變頻技術(shù)除了在確保洗衣機(jī)的節(jié)能和靜音之外，還可以使衣服柔和洗滌。變頻洗衣機(jī)可以根據(jù)其電機(jī)的不同劃分成兩類——交流變頻洗衣機(jī)和直流變頻洗衣機(jī)。其中直流變頻洗衣機(jī)又可以分為直驅(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、噪聲較小的優(yōu)點(diǎn)，但是其整機(jī)運(yùn)行效率不高，甚至在輕載低速時(shí)的運(yùn)行效率不足30%，其控制精度也受轉(zhuǎn)子的影響。直流變頻洗衣機(jī)依托永磁同步電機(jī)，具有體積小、重量輕、效率高、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，其整機(jī)運(yùn)行效率達(dá)60%，在高速脫水時(shí)甚至高達(dá)80%。尤其是直驅(qū)式的直流變頻洗衣機(jī)，其結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，省去了傳統(tǒng)洗衣機(jī)的皮帶式結(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)主要受制于模糊稱重和快速頻繁起停。因?yàn)椴ㄝ喯匆聶C(jī)在無(wú)水洗滌的過(guò)程中容易對(duì)衣物造成傷害，因此其稱重時(shí)間不宜太長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速也不宜太高。而在這種情況下因?yàn)橐路c桶壁發(fā)生摩擦或者是衣物的抱團(tuán)，都會(huì)影響稱重的數(shù)據(jù)。
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)具有模糊稱重、負(fù)載運(yùn)行等技術(shù)難點(diǎn)。與波輪洗衣機(jī)模糊稱重的難點(diǎn)不同，滾筒洗衣機(jī)模糊稱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。而實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)滾筒的轉(zhuǎn)速超過(guò)一定的數(shù)字后(具體數(shù)字跟滾筒大小有關(guān))，衣物將緊貼滾筒，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)耗能低、噪聲小，是這幾年的變頻技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。現(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。
