家用电器的变频调速

    一、变频调速系统的特点    1．电动机由单相改三相众所周知，一般家庭里都没有三相电源，只有单相电源，所以家用电器里的电动机都是单相电动机。    纯粹的单相电动机是没有转矩的。为了使它能够旋转，必须增加起动绕组，还需要串联一个电容器。即使这样，其转矩和效率都远逊于三相电动机，并且由于需要外接电容器，增加了故障率。    由于交-直-交变频器的中间环节是直流电路，输出电路的相数和输入侧电源的相数之间毫不相干。因此，其输出侧完全可以通过三相逆变桥逆变成三相交流电源。这种输入单相交流、输出三相交流的变频器，通常被形象地称为“单进三出”变频器，其主电路框图如图11-9所示。
    图11-9    单进三出变频器框图    这样一来，家用电器中的电动机就都可以改用转矩大、效率高、故障率低的三相交流异步电动机了。    2．单进三出的主电路特点  因为单相全波整流后的直流电压平均值只有交流电压有效值的0.9倍，即    UD=0.9UL    (11-10)式中 UL-单相交流电压的有效值(V)。    当UL=220V时，UD=198V。    因此，逆变后所得到的三相交流线电压的有效值只有146V，如图11-10所示。它不可能用来驱动三相220V的电动机，    为了能驱动三相220V的电动机，在单相全波整流以后，还必须增加一个升压电路，如图11-11所示。    图中，升压电路由电容器C01和C02构成。    当N点的电位处于正弦波的上半周时，直流回路P+端的正电位将因C01的作用而得到补充；而当N点的电位处于正弦波下半周时，直流回路N-端的负电位也因C02的作用而得到补充，从而增大了P+和N-之间的直流电压值。    适当选择C01和C02的电容量，可使直流回路的平均电压升至297V，使逆变后的三相线电压升为220V。    3．采用变频调速后的共同优点    (1)电动机的起动与制动都很平稳，起动时无冲击电流。    (2)节能。    (3)由于平均转速下降，且起动时无冲击，故机械寿命可以延长。
    图11-10    单相全波整流的效果
    图11-11    单相全波整流的升压电路    二、各种家用电器采用变频调速后的主要特点    1．家用空调器    (1)由原来的“双位控制”变为连续恒温控制，温度稳定，感觉舒适。    (2)在开始运行的一段时间内，可自动地适当加速，使温度较快地达到用户设定的温度。    2．电冰箱    (1)提高保鲜水平。当电动机的工作频率达到90Hz时，可实现速冻。    (2)夜深人静时，降低电动机的工作频率，可实现无声运行。    3．洗衣机洗衣机在洗涤过程中，处于恒转矩运行状态。但在甩干时却具有恒功率的特点，如设计得好，可充分利用电动机在额定频率以上的特性。