1 引言 从1970年以后,日本把变频技术应用到各种家用电器中去,使它们不断更新换代,在市场上推出一代接一代的新产品,取得了良好的经济效益。采用变频技术以后,首先是提高效率,有效节能,其次是提高控制性能;同时缩小体积,减少运作噪声(也就是所谓的“静音化”),因为家用电器直接用在家庭中,由人来操作使用,这是与其他电器不同的重要特点。 本文介绍变频技术在日本家用电器中应用概况,并着重介绍变频技术在空调,炊具和灯具中的最新进展情况,以及今后的发展趋势,作为一种参考资料贡献给有关行业的读者,如有不正确的地方,请指正。
2 变频技术在日本家用电器中的应用概况 2.1 应用发展过程 1970年日本出现了采用变频技术的感应加热式电磁灶,是第一次把变频技术应用在家用电器中。1980年又出现日光灯用电子镇流器和变频空调。80年代相继开发出高频微波炉,变频冰箱,高频电饭煲、变频洗衣机。在1990年时,变频技术应用范围已涵盖主要的家用电器。90年代又进行了改进,出现新一代变频空调、高频电子镇流器等更为节能的家用电器。预计到新世纪,变频技术在家用电器的更新换代工作中,还会继续发挥作用。
2.2 工作频率和功率范围 变频空调的功率一般为1kW左右(窗式)及以上(柜式),工作频率为50-150Hz。变频冰箱的功率一般为100W左右,最早采用感应式电动机,工作频率为60-120Hz,现在采用无电刷电动机,工作频率为3-20kHz,变频洗衣机的功率为500W左右,最早采用感应式电动机,工作频率10-120Hz,现在采用无刷电动机,工作频率15kHz,高频电磁灶的功率为1kW-5kW,工作频率30-80kHz,高频电饭煲的功率为0.7-1.3kW,大容量的电饭煲为2-4kW,工作频率为20-50kHz。高频微波炉的功率为1kW左右,工作频率20-100kHz。高频电子镇流器的功率为10-120W,工作频率为60-120kHz。 在变频家用电器中,最先使用的开关器件是晶闸管,后来使用大功率晶体管,再后来使用绝缘栅极晶体管,现在正在开发更新的家用电器用的半导体开关器件。 2.3 应用变频技术后的效果 2.3.1 变频空调 空调采用变频技术后,使空气压缩机工作范围拓宽,断续运行,控制加热和制冷能力,降低损耗,消除温度变化产生的不快感。特别是提高运转速度后,加热能力提高,效率上升,损耗下降。最近,把空调使用的变频器从PWM控制改进成PAM控制,增加有源滤波部分,使功率因数COSφ达到0.99以上,减少高次谐波,提高了效率;同时提高开关频率,使变频器缩小体积,减轻重量;而且高速运行时输出能力增大。 2.3.2 变频冰箱 最早的变频冰箱着眼于快速冷冻,已经从市场上消失,已被新一代节能型变频冰箱代替。损耗降低32%,噪声降低约20db,缩短冷冻时间1/2以上。特别是工作频率提高后,变频装置成本也显著下降。
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