D-PLUS變頻技術(shù)應(yīng)用

D-PLUS變頻轉(zhuǎn)速

美的“愛(ài)尚”滾筒洗衣機(jī)，采用了國(guó)內(nèi)首家自主開(kāi)發(fā)的變頻驅(qū)動(dòng)控制模塊，結(jié)合國(guó)際品質(zhì)變頻電機(jī)，在節(jié)水、節(jié)電、靜音方面表現(xiàn)出色：高達(dá)1400轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)衣物快速甩干、提高脫水率，洗凈比高達(dá)1.18，遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家1級(jí)能效規(guī)定值1.03。

D-PLUS變頻耗水量

耗水量?jī)H為9.8升/KG，比國(guó)家1級(jí)能耗耗水量要求的12L/KG降低了18%，洗7公斤衣物一次可省水15升，按照一年洗衣200次計(jì)算，一年可省水3噸。

D-PLUS變頻耗電量

用電量比國(guó)家1級(jí)能耗要求降低10%、烘干能耗降低25%，整機(jī)脫水含水率下降25%，脫水效果明顯提升；該系列滾筒洗衣機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)出的聲響比普通機(jī)型平均低5分貝，并且無(wú)高頻噪音，營(yíng)造一個(gè)寧?kù)o潔凈的生活環(huán)境。

美的“愛(ài)尚”系列滾筒洗衣機(jī)，采用 “蒸汽洗滌”、“噴淋水循環(huán)”、“全智能烘干”、“D-PLUS變頻技術(shù)”四大核心技術(shù)。 D-PLUS型掛機(jī)的季節(jié)能效比高達(dá)7.36（按GB/T 7725-2004標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算能效比為8.45，數(shù)據(jù)源于國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果，以26型為例），將全直流變頻洗衣機(jī)的節(jié)能水平推向近乎完美的境界。

美的“愛(ài)尚”系列MD70-1401LPPC(S),MG60-1201LDPC(S), MG70-1201LDPC(S).2100433B

變頻器主電路

主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器“。

變頻器整流器

大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。

變頻器平波回路

在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。

變頻器逆變器

同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開(kāi)關(guān)時(shí)間和電壓波形。

控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。

（1）運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。

（2）電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。

（3）驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。

（4）速度檢測(cè)電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(tg、plg等)的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）保護(hù)電路：檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞。

變頻電路直接變頻電路

直接變頻電路是指不經(jīng)過(guò)任何中間環(huán)節(jié)，直接將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N頻率的交流電的電路。一般還可同時(shí)控制輸出電壓。直接變頻電路應(yīng)用于變頻調(diào)速裝置、感應(yīng)加熱裝置、不停電電源等場(chǎng)合。與間接變頻電路相比，直接變頻電路僅進(jìn)行一次電能變換，變換效率較高。按變頻電路的輸出頻率和輸入頻率的關(guān)系分，可分為直接降頻電路、直接升頻電路和直接升降頻電路。

直接變頻電路又稱周波變流電路。它由兩組反并聯(lián)的相控整流電路（正極組和負(fù)極組）組成。三相橋式相控整流器組成的直接降頻電路。正極組和負(fù)極組整流器交替地工作，即可輸出一個(gè)低頻的交流電壓。直接降頻電路按控制方式可分為定比式周波變流器和連續(xù)式周波變流器兩種。①定比式周波變流器它的輸出電壓波形。電路的輸出頻率與輸入頻率有一定的比例關(guān)系，不能連續(xù)變化，輸出電壓的低次諧波較大，但控制方式簡(jiǎn)單，可用于頻率精度要求不高的場(chǎng)合。②連續(xù)式周波變流器 它可連續(xù)改變正極組和負(fù)極組的觸發(fā)滯后角，通過(guò)改變觸發(fā)滯后角的變化周期改變輸出頻率，改變觸發(fā)滯后角改變輸出電壓。它的輸出頻率和電壓都是連續(xù)可調(diào)的。連續(xù)式周波變流器的輸出電壓波形。為使輸出電壓波形更接近于正弦波，各整流器的觸發(fā)滯后角按余弦規(guī)律變化。連續(xù)式周波變流器的輸出電壓中包含有分?jǐn)?shù)次諧波。當(dāng)輸出頻率和輸入頻率之比大于三分之一時(shí)，這種分?jǐn)?shù)次諧波會(huì)對(duì)負(fù)載產(chǎn)生惡劣的影響（見(jiàn)高次諧波抑制）。在周波變流器中，同一組中晶閘管換相與相控整流電路的換相相同（見(jiàn)相控整流電路），而在負(fù)載電流過(guò)零時(shí)進(jìn)行從正極組工作到負(fù)極組工作的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的方式有兩種，一種是有環(huán)流式，另一種是無(wú)環(huán)流式。有環(huán)流式控制較簡(jiǎn)單，但需要在兩組整流電路之間增設(shè)限流電抗器限制環(huán)流。無(wú)環(huán)流式控制是按照檢測(cè)出的負(fù)載電流的正負(fù)有選擇地使正極組或負(fù)極組中的一組整流器工作，不產(chǎn)生環(huán)流。這種方式因無(wú)須設(shè)置限流電抗器，功率因數(shù)和效率都有所提高。但存在負(fù)載電流在過(guò)零點(diǎn)不連續(xù)的缺點(diǎn)。 直接降頻電路主要應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)低速傳動(dòng)。它的優(yōu)點(diǎn)無(wú)須換相電路；可以由負(fù)載向交流電源回饋電能；變流效率較高。缺點(diǎn)是晶閘管用量多，控制電路較復(fù)雜；輸出頻率變化范圍較小，一般低于輸入頻率的三分之一。

變頻電路間接變頻電路

經(jīng)過(guò)兩次以上的變換，將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N頻率的交流電的電路。按變換的途徑可分為交流-直流-交流變頻電路和交流-直流-高頻-交流變頻電路。

先用整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再用逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電。整流器采用不控整流電路或相控整流電路。在要求變頻器輸出電壓可變,而逆變器又無(wú)控制電壓的能力的場(chǎng)合。

相控整流電路

在逆變器能夠控制輸出電壓的場(chǎng)合，一般采用不控整流電路以降低成本。按換流方式不同，逆變電路可分為電源換流、負(fù)載換流和自換流3種。交流-直流-交流變頻電路

電源換流逆變電路

電路中的晶閘管利用電源電壓換流，晶閘管關(guān)斷條件好，它構(gòu)成的變頻器容量可以做得較大。主要應(yīng)用于線繞式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速，高壓直流輸電，大電網(wǎng)的聯(lián)接。

負(fù)載換流逆變電路

電路中的晶閘管利用負(fù)載電壓換流。主要用于同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速和感應(yīng)加熱裝置中。用于同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的變頻電路輸出頻率不高，一般在幾赫到幾十赫范圍，可以采用普通晶閘管作為逆變器的開(kāi)關(guān)元件，成本較低。在啟動(dòng)時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)為零，晶閘管不能利用負(fù)載電壓換流，常采用電源換流或輔助強(qiáng)迫換流。用于感應(yīng)加熱的變頻電路的輸出頻率較高，一般在幾百赫到幾萬(wàn)赫的范圍。它的逆變電路種類很多，有并聯(lián)逆變電路、串聯(lián)逆變電路、串并聯(lián)逆變電路、倍頻式逆變電路和時(shí)間分割式逆變電路。并聯(lián)逆變電路負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，適用于熔煉和透熱。串聯(lián)逆變電路可以在逆變器內(nèi)部調(diào)節(jié)輸出電壓，啟動(dòng)比較方便，適用于淬火和釬焊。串并聯(lián)逆變電路、倍頻式逆變電路和時(shí)間分割式逆變電路適用于輸出頻率較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

自換流逆變電路

主要用于異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速和恒壓恒頻裝置中。逆變器中的晶閘管需要專門(mén)的輔助換流電路換流，電路較復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化電路，在中、小功率的自換流逆變電路中常采用功率晶體管等自關(guān)斷元件。在簡(jiǎn)單的控制下，自換流逆變電路本身不能控制輸出電壓，當(dāng)采用脈沖寬度控制時(shí)，自換流逆變電路不但能控制輸出電壓，還能改善輸出電壓的波形。

整流器將輸入交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，逆變器再將直流電轉(zhuǎn)變成高頻交流-直流-交流變頻電路 交流電，經(jīng)變壓器隔離后用直接式降頻器再將高頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電。一般逆變器輸出的頻率大于2萬(wàn)赫,變壓器的體積小，重量輕且無(wú)噪聲。這種變頻電路適用于多路輸出，且要求各路輸出電壓互相隔離，又要求變換器體積小、重量輕的場(chǎng)合。2100433B

1）對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行控制；

2）對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻供電，使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)速。