若外加電壓不變，則磁通　　3變頻器的構(gòu)成與工作原理前已所述，異步電機(jī)的變頻調(diào)速原理主要是通過改變電源頻率來進(jìn)行的。這一功能通常是通過變頻器來實(shí)現(xiàn)的，變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護(hù)電路以及控制器（MCU/DSP）等部分組成。給出了PWM型交-直-交變頻器的控制原理框圖。由圖可知。這是一個VWF變頻調(diào)速系統(tǒng)。首先是將單相或三相交流電源通過整流器并經(jīng)電容濾波后形成幅值基本固定的直流電壓加在逆變器上，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈沖波形。在這里，通過改變矩形脈沖的寬度控制其電壓幅值；通過改變調(diào)制周期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時進(jìn)行輸出電壓和頻率的控制，而滿足變頻調(diào)速對U/f的協(xié)調(diào)控制的要求。PWM的優(yōu)點(diǎn)是能消除與抑制低次造波，使負(fù)載電機(jī)在近似正弦波的交變電壓下運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩脈動小，調(diào)速近年來帶驅(qū)動和保護(hù)電路的智能功率模塊（IPM）相m）繼面市。IPM是將三相逆變IGBT、驅(qū)動電路以及保護(hù)電調(diào)壓調(diào)頻路集成在一塊心片上‘匕的出現(xiàn)推動了變頻家電市場的圖ipWM型交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖啟動和發(fā)展。新型IPM模塊甚至將開關(guān)電源也設(shè)計(jì)在模塊內(nèi)，更加方便用戶使用，用戶只需要了解接口電路和定義，很快可以組成運(yùn)行系統(tǒng)。

　　4變頻技術(shù)在家電中的應(yīng)用4.1變頻洗衣機(jī)變頻波輪式洗衣機(jī)于90年代初比較先由日本三菱公司推出，隨后新西蘭公司也推出了變頻攪拌式洗衣機(jī)。目前歐洲和日本正在研制變頻滾筒式洗衣機(jī)。變頻洗衣機(jī)具有三大特點(diǎn)：一是提高洗滌效果。由于采用直接驅(qū)動式變頻電機(jī)，其洗滌、脫水速度可調(diào)，可以針對不同衣物的質(zhì)地確定不同的洗滌脫水速度。同時，在洗漆桶和波輪低速轉(zhuǎn)動時也能產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。采用電磁制動器，可實(shí)現(xiàn)反向高速轉(zhuǎn)動。同時可根據(jù)洗滌物的種類、數(shù)量、臟污程度，選擇水流，使衣物的洗凈率和磨損率達(dá)到比較佳效果。二是節(jié)能。變頻洗衣機(jī)效率高，過去的洗衣機(jī)電機(jī)的效率僅為40% -50%，而直流變頻洗衣機(jī)的效率可達(dá)到80%以上，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源。三是噪聲低、振動小。這是因?yàn)橹绷髯冾l電機(jī)的電磁噪聲要小于單相感應(yīng)電機(jī)，同時改機(jī)械傳動為直接傳動，使齒輪、皮帶、電磁噪聲還脫水振動得到有效控制。如日本夏普公司開發(fā)的ES -A80E型變頻洗衣機(jī)。其洗滌噪聲為28dB.脫水噪聲為40dB，脫水振動減少一半，與8年前該公司的ES -B55機(jī)型相比，現(xiàn)在的ES型的耗電約為老機(jī)型的三分之一。

　　無錫小天鵝公司是我國比較早開發(fā)變頻洗衣機(jī)的廠家。該公司去年面市的“變頻王”洗衣機(jī)，采用先進(jìn)的無刷直流變頻電機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速以及PWM變頻控制技術(shù)，洗滌轉(zhuǎn)速和節(jié)拍可同時改變，速度控制靈活，可洗滌不同質(zhì)地的所有衣物，根據(jù)衣物質(zhì)地選擇不同脫水轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到高洗凈、低磨損、免纏繞的效果。其低噪聲和篼效節(jié)能表現(xiàn)在平均脫水噪聲在59dB（A）以下。比普通洗衣機(jī)下降10dB（A）。特設(shè)的靜音程序，噪聲在55dB（A）以下。直流變頻電機(jī)壽命比傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)延長200%，而能耗降低50%. 4.2變頻空調(diào)變頻空調(diào)是空調(diào)發(fā)展的大趨勢，與普通空調(diào)相比，變頻空調(diào)在舒適性、靜音、恒溫以及高效運(yùn)轉(zhuǎn)、延長使用壽命等方面有顯著優(yōu)勢。當(dāng)提篼頻率時，壓縮機(jī)便篼速旋轉(zhuǎn)，輸出功率增大。反之，降低頻率時，壓縮機(jī)的輸出功率減少。因此，變頻空調(diào)可根據(jù)不同的室內(nèi)環(huán)境狀況，以比較合適的輸出功率進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。而傳統(tǒng)的定速機(jī)種，則依靠其不斷地“開、停”來調(diào)整室內(nèi)溫度，其一開一停之間容易造成室溫或冷或熱，并消耗較多能量。變頻空調(diào)則依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到控制室溫的目的，因而室溫波動小，電能消耗少，其舒適度大大提高。而運(yùn)用變頻控制技術(shù)的變頻空調(diào)，可根據(jù)環(huán)境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運(yùn)轉(zhuǎn)方式，使居室在短時間內(nèi)迅速達(dá)到所需要的溫度并在低轉(zhuǎn)速、低能耗下以較小的溫差波動，實(shí)現(xiàn)快速、節(jié)能和舒適的控溫效果。

　　據(jù)了解，日本作為變頻空調(diào)的強(qiáng)國，從80年代初就開始將VVVF變頻調(diào)速技術(shù)用于壓縮機(jī)電機(jī)的控制，目前，變頻空調(diào)已占其市場的90%左右。與此同時，變頻空調(diào)在我國發(fā)展相當(dāng)快，僅僅不到8年時間，就達(dá)到與日本先進(jìn)水平同步。如我國的海爾集團(tuán)從1993年開始生產(chǎn)變頻空調(diào)，從比較初的單轉(zhuǎn)子變頻壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展到今天的運(yùn)用直流變頻加PAM技術(shù)，將我國的變頻技術(shù)帶到了一個更高的發(fā)展層次，帶動了我國變頻技術(shù)的全面提升。目前，海爾變頻空調(diào)已經(jīng)杳了8個系列968種產(chǎn)品，是目前我國變頻空調(diào)規(guī)模比較大的生產(chǎn)基地。

　　4.3變頻冰箱變頻冰箱主要是通過變頻技術(shù)來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，它通過提取冰箱各間室溫度與設(shè)定溫度的差值，作為連續(xù)控制信號輸人到變頻器中，從而實(shí)現(xiàn)自動改變輸出交流電頻率的目的。這樣，在維持冰箱于設(shè)定溫度穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，壓縮機(jī)基本維持著連續(xù)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，與傳統(tǒng)依靠通斷調(diào)節(jié)的定速機(jī)種相比，可明顯延長壓縮機(jī)的使用壽命，從而達(dá)到節(jié)能、省電的目的，使冰箱處于比較佳效率狀態(tài)下運(yùn)行。如東芝公司生產(chǎn)的GR-356M12變頻冰箱，采用PWM變頻器，整個系統(tǒng)在工頻電源起動之后，通過變頻器快速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行工頻電源運(yùn)轉(zhuǎn)或者變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)由3個傳感器和過載繼電器保護(hù)；可以防止過流，還可以防止溫度異?；蜻B續(xù)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)引起的工質(zhì)蒸發(fā)不充分而產(chǎn)生的低效率液體壓縮現(xiàn)象。美國Danfoss公司開發(fā)的TLV型可調(diào)速壓縮機(jī)，其內(nèi)置的電機(jī)控制裝置可將壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速從4500r/min降到2000r/min，節(jié)能40%，并可降噪5dB（A）。

　　4.4變頻微波爐變頻微波滬代表了世界微波爐的發(fā)展方向，具有很篼的技術(shù)含量。變頻微波爐是以變頻器代替了傳統(tǒng)的微波爐內(nèi)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2000 -4500Hz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(fù)開/關(guān)進(jìn)行火力調(diào)控而使食物加熱不均勻的弊端，實(shí)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。除此以外，與傳統(tǒng)微波爐相比，變頻微波爐還具有機(jī)身輕巧、噪聲小、烹飪速度快、用電省等優(yōu)點(diǎn)。如日本松下新近推出的NN -V69UFS微波爐，由于采用了變頻電源系統(tǒng)，亨飪時間縮短了近50%，同樣由于變頻技術(shù)的采用，縮小了變壓器的體積，使機(jī)身重倨減輕了30%，而有效空間增大了20%以上。

　　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)品中也獲得了重要的應(yīng)用。

　　S變頻技術(shù)的發(fā)展方向5.1交流變頻向直流變頻方向轉(zhuǎn)化直流變頻是以數(shù)字轉(zhuǎn)換電路代替交流變頻中的交流轉(zhuǎn)換電路，使負(fù)載電機(jī)始終處于比較佳運(yùn)行狀態(tài)。它摒棄了交流變頻技術(shù)的交流-直流-交流-變轉(zhuǎn)速方式交流電機(jī)的循環(huán)工作方式，采用先進(jìn)的交流-直流-變轉(zhuǎn)速方式數(shù)字電機(jī)的控制技術(shù)，無逆變環(huán)節(jié)，因而減少電流在工作中轉(zhuǎn)變次數(shù)，使電能轉(zhuǎn)化效率大大提篼，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制，平穩(wěn)安靜高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，避免了交流變頻電機(jī)電磁噪聲較大的缺點(diǎn)，噪聲更加低。

　　S.2控制技術(shù)由PWM（脈寬調(diào)制）向PAM（脈幅調(diào)制）方向發(fā)展采用PWM控制方式的電機(jī)轉(zhuǎn)速受到上限轉(zhuǎn)速的限制。如對壓縮機(jī)電機(jī)來講，一般不超過700r/min.而采用PAM控制方式的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可提高1.5倍左右，這樣大大提高了快速制冷和制熱能力。同時，由于PAM在調(diào)整電壓時具有對電流波形的整形作用，因而可以獲得比PWM更高的效率。此外，在抗干擾方面也有著PWM無法比擬的優(yōu)越性，可抑制高次諧波的生成，減小對電網(wǎng)的污染。

　　5.3功率器件向高集成智能功率模塊發(fā)展雖然單個功率器件的效率越來越高，控制簡化，但電路的復(fù)雜性給生產(chǎn)和測試帶來不便。智能功率模塊（IPM）是將功率器件的配置、散熱乃至驅(qū)動問題在模塊中解決，因而易于使用，可靠性高。以變頻空調(diào)為閔，我國的變鐸空調(diào)幾乎100%采甩IPM方式。