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直流变频与交流变频的异同

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-17  来源:互联网  浏览次数:267
    交流变频空调频率范围较小,工作效率较低,但价格便宜;而直流变频空调的频率调节范围更大,工作效率更高,但价格较高。

    变频空调的制冷制热速度快,室内温差小,舒适性好,如果每次开机的时间很长的话,就能充分发挥其节电的优势,但如果开机时间短,就无法发挥其节电的优势了。

    交流变频压缩机转子采用了交流感应电机转子结构,其工作原理为:定子产生旋转磁场,转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场,经定子磁场与转子磁场相互作用使转子旋转。交流变频压缩机旋转的基础是定子与转子的电磁感应,使压缩机旋转的同时也带来了电磁感应噪音与转子损耗等负面作用。

    直流变频压缩机转子采用稀土永磁材料制作而成,其工作原理为:定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用,实现压缩机运转。可以通过改变送给电机的直流电压来改变电机的转速,直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用,克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗,具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点,直流变频压缩机效率比交流变频压缩机效率高10%-30%,噪音低5分贝-10分贝。但是,直流变频空调的成本要高于交流变频空调。要比较两者差异,首先必须先对两者的结构做个了解:

    1、若要实现直流电机调速,可以有以下几种方法

    (1)在绕组内串联电阻,减小I这种方法增加了拖动系统的损耗,机械性能变“软”,现在基本不用了。

    (2)调节电枢绕组电压U,这是迄今为止公认最好的一种调速方式,具有以下特点:

    A)调速后的机械特性不变,速度降落只随电枢电压而变。

    B)实现无级调速,零速起调

    C)由于主磁通不变,电动机额定电流也不变,因此调速过程具有“恒转距”特性。

    (3)调节主磁通(因为增加磁通会导致磁路饱和,只能减小磁通,因此此方法又称为“弱磁调速”。其特点是转速下降较快,但电动机输出功率不变,呈现“恒功率”特性。

    2、交流电机的调速方式

    A)调节磁极对数:

    这是有级调速方式,并且电机设计需要照顾到多种组合,无法全部做到最佳设计,故电机效率低;

    B)调节电流频率(变频调速)

    变频调速的核心是是保持主磁通不变。这就要求变频器输出“变频”的同时也要变电压(VVVF),否则定子铁心会出现“磁饱和”导致铁心急剧发热损坏电机。为此,衍生出两种调制方式—脉幅调制(PAM)和脉宽调制(PWM)。因前者整流和逆变部分都要控制,比较复杂,目前应用最多的就是脉宽调制。

    3.它们的比较:

    (1)交流变频调速之所以比直流调速广泛运用是因为交流电机,不是变频调速原理具有优越性,变频调速只能应用于调速,而对力矩是无法做到精确控制的,原因很简单,直流调速的电枢和励磁不是耦合的,是分开的,这样对电枢电流和励磁电流能够做到精确控制。而交流调速,电枢电流和励磁电流是耦合的,是无法做到精确控制的,尽管目前的变频调速具有矢量控制,也就是运用现代控制理论,通过矢量转换,将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开,从而对其进行控制,也就是仿真直流调速的原理。但是要做到直流调速的控制特性目前是很困难的。因此在轧机、造纸等对力矩要求很高行业,直流调速还是具有广泛性。而仅对速度控制,目前变频调速是可以逼真直流调速的特性,因为交流电机的优越性是直流电机无法做到的。

    (2)直流电机的电刷和体积的原因,限制了它的应用范围,变频调速可以说是由风机和水泵发展而来的,是由于风机和水泵节能的需要,变频调速是最佳选择,不过我个人认为就目前电价和变频器的自身的价格相比,这种节能是毫无意义的,因为要把变频器的投资收回,最少需要5-6年,在这5-6年的时间里,工况还不知道要发生什么变化。

    因此,变频器最好应用在需要调速,而对启动性能及力矩调节要求不是很苛刻的场合,而这种场合比比皆是,这才是变频调速普遍应用的原因。因此可以说如果用直流调速控制器去控制交流电机那才是最好的,真能做到这一点,目前还很困难。
 
关键词: 变频 交流 直流
 
 
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