[关键词]变频技术 变频家电 节电
摘要：变频技术在现今社会广泛应用，其技术含量也大大增加。传统的家电产品使用的电源可不通过变换直接将能量输送给负载,从而让用户获得不同形式的能源。不过在变频产品中使用的交流或直流电源被变频器进一步转化为高频的交流电。所以，通常变频器在转化能源的时候,损耗小于普通装置,尤其对变压器损耗来说效果是显著的。
引言
变频调速节能技术被誉为"节能之冠"。变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果zui佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的变频器已投入市场并广泛应用。20世纪90年代后半期变频技术应用广泛到家用电器，主要其高功能节电，从而发展新的家用电器称之“变频家电”。
一、变频技术
“变频技术”这个词在各种媒体上宣传很多，那么什么叫变频技术？变频技术和普通电视使用的技术有何不同？变频技术用在模拟电视或高清度数字电视上对普通用户有什么好处？
“变频”顾名思义，就是电视机在工作时频率不断地变化。频率变化究竟有什么好处？要弄清楚这个问题，首先要从照片说起。用放大镜或显微镜来看照片，就会发现图像是由一点一点的像素组成的。报纸上的新闻照片和家庭相片，其组成图像的像素是不一样大的，且密度也不相同。报纸的照片比照相机照出来的胶片照片像素点要大得多，其像素密度也没有相片那么密，可见像素越小像素密度越密，图像就越清晰。在电视技术中，要提高清晰度，*要减小像素，第二提高像素的密度。减小像素是由显像管来决定的，显像管的像素越小，其制造工艺就越复杂，成本也就越高。这也是高清晰度电视价格高于普通电视的主要原因之一。而第二个问题，提高像素密度是由电路来决定的。电视屏幕上的图像是由一条一条的扫描线组成的。一幅电视画面，扫描线越多（技术上叫行频），垂直方向的像素就越多，垂直清晰度就越高。而整机信道的频率带宽越宽，水平方向的像素就越多，水平清晰度也就越高。可见要提高电视图像清晰度，就要提高电视信道的频率带宽和增加扫描行数。我国高清晰度电视的图像格式为1920×1080i就是一幅电视画面水平方向的像素为1920个,垂直方向的像素为1080个，整幅图像有207万个像素，其图像像素密度相当35毫米电影胶片的图像质量。
可见提高扫描线数（行频），是提高清晰度的措施之一。提高行频还有一个重要原因，就是消除屏幕闪动。前面提到每帧图像的像素密度为1920x1080i，这是静止图像，要使这样的图像活动起来，每秒要连续放映50场这样的电视图像，就可以看到活动的画面了。但是每秒50场还有许多人感到电视屏幕有闪烁感，据统计，只有提高到每秒60场以上时，才不会有闪烁感。由于人们现在看电视的时间越来越长，因此电视屏幕的闪烁对视力的损害，特别是对青少年的视力损害更为严重。解决这个问题的方法就是提高电视的场频。厦华变频电视，就是采用变频技术，将数字电视的场频提高到数字电视100场，变频电视60场以上。
由此可见变频技术不但在提高图像清晰度时要用到，在保护视力、提高场频时也要用到。另外，在改变不同清晰度等级的图像格式时也要用到变频技术，因为高清晰度电视不但是能收到各种图像格式的电视节目，如1920×1028/50Hz、1280×720P、720×480P等，同时还是一个多媒体的显示终端，可以显示计算机的各种图像格式，例如：1024×768P、800×600P、640×480P等等十几种显示格式。这许多种图像格式中，每一种扫描频率都不相同。在图像格式变化时，要求高清电视同时要改变扫描频率，这就是“变频技术”的含意。变频彩电对用户来说，既享受到更高质量的图像，又保护了视力。
值得一提的是，实现“变频技术”需要使用数字技术。各种图像格式转换时，必须使用计算机数字技术实现自动识别、自动转换。厦华高清电视HT-3281、HT-3681和变频系列电视，采用先进的变频技术。其中HT-3281、HT-3681，工作时把扫描频率从28KHz连续变化到48KHz，并且是全自动识别，这就能兼容世界各国数字电视不同等级清晰度图像扫描格式，又能兼容目前各国模拟电视广播。该机型具有强大的硬件和软件接口，可以联接各种信号源，如：VCD、DVD、PDVD、DVB-C机顶盒、数字像机等的各种信号输出端子，如：A/V、S端子、YCrCb分量输出等。对于高清电视机顶盒输出的各种信号，如：RGB（VGA D15），YPrPb分量信号以及计算机输出的VGA信号等都可以兼容。并且能够适应未来各种视频信号的显示格式需要。
二、变频家电
随着国内一些城市“电荒”情况的经常发生，不少家电企业已经把目光投向了“节能”的变频家电。我国大部分商场开始变频家电，主要涉及变频洗衣机、变频空调、变频冰箱、变频微波炉都被放在显著位置。变频电器核心部件的工作频率可根据外部环境的变化（即实际工作需求）而改变工作频率，从而实现、节能、延长使用寿命等效果。因而许多电器厂家开始生厂变频家电。
下面介绍几种常用的变频家电：
1.变频洗衣机
数字直流变频洗衣机是应用数字变频技术和模糊控制理论，采用无级调速系统、高精密度轴承和直流无刷变频电机，在运行中实现了无级变速，能够针对不同衣物的质地确定不同的洗涤、脱水速度，大大提高了衣物的洗净率，降低了对织物的机械磨损率。由于直流变频电机的电磁噪音要小于单向感应电机，同时将机械传动机构改为直接驱动方式，大大减少了机械传动的噪音。可使洗衣机运行中的噪音降低10分贝以上，直流变频洗衣机电机工作效率则由普通洗衣机的40%-50%提高到80%以上，大大节省了能源。与传统产品相比，它具有洗、节能洗、静音洗等特点。
2.变频空调
数字变频技术运用在家电产品中zui先诞生的成熟产品就是变频空调。传统空调工作在频率50Hz、电压220V的“定频”供电系统中，由于电流频率不能改变，因此其转速基本恒定，不能根据室温的变化同步调节制冷（热）量，只能依靠频繁开启和关闭压缩机的方式来调节房间温度的高低，在一开一停之间就造成了室内温差波动较大，人体感觉忽冷忽热。
变频空调则通过变频器改变电流（电压）频率来调节压缩机的转速，电流频率高，压缩机转速就快，空调产生的制冷（热）量就大，而频率较低时，制冷（热）量相应变小，自动调节的结果就使的空调能够根据周围环境温度变化的实际需要快速产生可变的制冷（热）量，在短时间内就能使室内迅速达到所需要的温度，然后在低转速、低能耗状态小维持运转，从而室内温差波动很小，人体舒适度大大提高。变频空调还具有启动迅速，适应140-270V电源电压范围的特点，能够彻底解决电网电压不稳而造成空调不能工作的难题。交流变频空调比普通空调省电，室内机无电磁噪音，能够实现噪音低至只有30分贝左右的宁静运行等普通定频空调无法比拟的众多优点，故市场反应极为良好。目前市面上常见的变频空调大多为交流变频空调，zui新推出的直流变频空调又较交流空调省电10%以上。
3.变频冰箱
变频冰箱是在原普通冰箱的基础上，采用了专用变频压缩机和驱动器，增加了变频控制系统,利用模糊控制原理实现系统的zui佳运行,冰箱压缩机转速可在2000-4000转/分钟之间变化，从而大大提高了制冷效率，当冰箱内温度很高时，变频压缩机运转速度可达4000转/分钟，使冰箱内温度迅速降低，确保快速制冷；而当冰箱内温度较低时，变频压缩机即进行低速运转，冰箱内温度波动的范围较普通冰箱小得多。
4.变频微波炉
变频微波炉是以变频器替代了传统微波炉内的变压器，变频器通过变频电路可以将50Hz的电源频率任意地转换成为20000-45000Hz的高频率，通过改变频率来得到不同的输出功率，解决了传统微波炉通过对恒定输出功率反复开/关进行火力调空而使事物加热不均匀的弊端，实现了真正意义上的均匀火力调控，经烹饪的食物不仅口感好，而且营养保存更多。除此之外，与传统微波炉相比，变频微波炉还具有机身轻巧、噪音小、烹饪速度快、用电省等特点。
5.变频彩电
“数字变频”彩电是刚刚出现的变频家电，它采用数字变频技术，运用动态帧/行扫描速度转换，将电视台发送的隔行扫描信号转换为逐行为扫描信号显示，并将场频从50Hz提高到75Hz。这一与HDTV高清晰数字电视完全相同的逐行扫描方式，彻底消除了传统隔行扫描电视和普通倍频彩电的线间抖动和行扫描结构线，消除了大面积闪烁，使图象柔润细腻。
此外，变频技术在自动真空吸尘器、剃须刀、电饭锅、电磁灶、彩电等家电产品也获得了重要的应用。
就电冰箱而言，由于它处于全天工作，采用变频制冷后，压缩机始终处在低速运行状态，可以彻底消除因压缩机起动引起的噪声，节能效果更加明显。空调器使用变频后，扩大了压缩机的工作范围，不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制，达到降低电力消耗，消除由于温度变动而引起的不适感。近年来，新式的空调器已采用无刷直流电动机实现变频调速，其节能效果较交流异步电动机变频又提高约10％-15％。为了进一步提高装置的效能。
变频技术正在给形形色色的家电带来新的革命，并将给用户带来更大的福音。今后变频技术还将随着电力电子器件、新型电力变换拓扑电路、滤波及屏蔽技术的进步而发展。家用太阳能发电系统还将给家电增添新的能源。
三、变频调速技术推广的三大误区
误区一. 给电机配用变频调运器，而变频调速器的价格却比电机本身的价格贵好几倍，这种投资本末倒置了
分析：这种认识把变频调速器看成了电机的配用设备，变频调运器虽然是与电机相连，但它不是电机的配用设备，它是系统的一部分。例如，在生产中常用来取代控制流量的风门或阀，是系统中的定制执行机构。
这种认识对于使用变频调速器的目的不清。使用变频调速器的目的主要不是用来改善电机的位能，目的是为了节电，不管电机的价格如何，电机总要耗电。以200KW电机为例，电机价格约5万元，但一年的电费大约要80万左右，使用变频调速器节电的目的显然是为了让80万元的电费降下来，而与电机的5万元价格无关。有的地方使用变频调速器是为了提高设备的性能和产品的质量，这也与电机价格无关。
误区二. 已经使用了功率团数补偿器，功率因数已很高了，不用再加变频调速器了
分析：这种认识片面地把变频调速器看成功率因数补偿器了。使用变频调速器确实可以提高功率因数，但变频调速器用于节电目的时，除了可以提高用电的功率因数，减少无功功率的损耗外，zui主要的还是通过变频装置的调速功能，使系统的功耗实实在在地降低，避免不必要的能量浪费。
误区三. 使用变频调速器可以解决电机大马拉小车的问题
分析：电机大马拉小车，电机效率下降，解决的办法是更换合适的电机，电机效率就可提高，达到节电目的。一般的变频调速器并不能解决大马拉小车，电机效率差的问题。zui合理的方案是先把电机更换成合适的功率小一点的电机，再选容量合适的变频器，这样可以减少变频器的投资。同时解决了大马拉小车的问题，提高了电机的效率，达到了节电的目的。当然有的变频调速器，具有自动节能功能，可以根据电机负载的情况，以zui佳的状态减少变频器和电机的损耗，有时可以取得额外10%左右的节电效果。但无论如何，仅为了解决大马拉小车的问题，采用变频调速器不是合理的方案。
四、变频家电好在哪
变频家电是通过改变电源频率来改变电器转速，实现节能和提率。
变频冰箱与普通冰箱相比其优点有三：一是制冷效率高和节能；二是可以快速制冷；三是温度波动范围较普通冰箱小。
变频洗衣机的好处也有三点：一是洗涤效果好。能针对不同衣物的质地确定不同的洗涤、脱水速度，磨损率低。二是节能。三是噪音低。这是因为直流变频电机的电磁噪音要小于单向感应电机，直接驱动方式也减少了机械传动的噪音。
五、变频节能前途无限
若在相关企业中应用变频调速技术，可获得以下综合经济效益：
①节省有功电能。如风机泵类变量设备的有功功耗随频率的立方近似成正比大幅度降低。
②节省峰值电能。如照明灯高频化可提高发光效率，从而降低峰值功耗；
③节省无功电能。如终端功率因数可达0.95左右；
④节约燃料。如火焰型设备实现变频调速与优化控制可提高燃烧效率，从而降低能耗并减轻污染（减少SO2、灰渣的排放量）；
⑤节约原材料。如电磁设备的重量和体积随频率的平方根近似成反比减小；
⑥延长设备使用寿命。旋转设备轴承的使用寿命随频率的指数近似成反比延长，从而延长设备大修期；
⑦实现变频装置与配套件产业化。
另外，变频装置又易设置变频/工频切换开关，一旦变频装置出现故障能及时切入工频运行，以免停机、停产。
六、变频是技术发展的方向
变频技术是一项在节能方面应用广泛的新技术，在当今提倡环保节能时代，变频家电必然是一个发展趋势。与普通的家电相比，变频家电的确有很多的优点。例如变频空调、变频冰箱具有节能环保、舒适静音、快速制冷的特点，另外采用变频空调控制室温还可使温度波动小，提高舒适度；变频微波炉可使被加热食品得到均匀加热，具有节能和省时的优点；对于洗衣机来说，变频洗衣机实现了洗衣机带负载平缓起动、加速及平缓减速刹车，减少了振动、噪音，延长了洗衣机使用寿命。
七、结束
随着变频技术与变频家电广泛的生产及应用，给我们现今社会带来方便,从而给节电领域增加一片天空。
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