1、 超级保鲜静音节能省电。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。因为变频压缩机可以实现无级变速,根据冰箱的实际需要自动调节转速。也就是说,当箱内食品多、温差大、环温高时,压缩机高速运转,在短时间内达到要求的温度,从而实现超级保鲜。当食品少、温差小、环温低时,压缩机低速运转,从而有效降低了能耗,实现了超节能。
2、测试结果表明,变频冰箱的速冻能力比普通冰箱提高20%,耗电量也低于普通冰箱,平均一天耗电只有0.4度~0.5度。另外因为采用了变频技术,冰箱在开机或停机时不像普通压缩机那样瞬间实现,而是实现转速的平滑过渡,从而有效地降低了启动和停机噪音,到了夜间运行几乎没有声音,避免了噪音的干扰,实现了超级静音。
3、变频冰箱与普通定频冰箱相比,最显着的优势是提高制冷效率、省电节能。此外,在可以快速制冷的同时还可以将温度波动范围控制在较小的范围,从而达到更好的保鲜和保湿效果。
我司开发生产的300W以上压缩机变频器可覆盖商用冰箱和小型冰柜全系列功率段压缩机,主要由整流(交流变直流)、滤波、控制检测微处理单元、IPM驱动逆变(直流变交流)等电路组成。
整流电路。整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
虑波电路。虑波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压,此外逆变产生的脉动电流也使直流电压变动,为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流),一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量,故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
控制检测微处理单元。采用32位单片机为控制核心,从而实现全数字化控制工作原理是把工频电源变换为直流电源,输出端用IPM构成逆变电路,
驱动逆变电路。由智能功率模块IPM构成。将直流电压变换为所要频率的交流电压,以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压,驱动电机运转。
关键技术及创新内容
1、采用矢量控制方式。
矢量控制,也称为磁场导向控制,是一种利用变频器控制三相交流马达的技术,利用调整变频器的输出频率、输出电压的大小及角度,来控制电机的输出。
采用SPWM控制方式
就是对逆变电路开关器件(IGBT)的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波状,所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压大小,也可改变输出频率。采用该控制方式:主回路结构简单,只有一个功率控制级,输入级为不控整流器,功率因素和效率都较高;输出电压和频率的协调控制同时完成,避免大惯性直流滤波环节对调压响应的影响,快速响应性,不仅有利于实时应用还有利于开环控制;采用双极性、分段同步正弦脉宽调制技术,输出具有完善对称性的SPWM电压波形.基波分量大,提高了逆变器的利用率并有效地消除或抑制低次有害谐波,降低了噪声.能在很宽的调频范围内使电动机稳定工作,低速运行性能良好,节能效果明显。
3、采用国产芯片,
主控制MCU采用的是华大最新一代专用电机驱动而推出的HC32F460单片机,其内部设有无传感器/带传感器的直流电机控制器,对直流无刷电机的控制和信号采集可以通过内部的硬件实现,降低了对软件的开销并提高了可靠性。另外,它还可以通过采集电压值来实现过压保护和欠压保护;通过采集过流信号实现过流保护。
4、采用国产IPM智能功率模块
采用国产吉林华微SPE30S60F-E芯片IPM(Intelligent Power Module),即智能功率模块,不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内部集成有过电压,过电流和过热等故障检测电路,并可将检测信号送到CPU。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当,也可以保证IPM自身不受损坏。IPM使用IGBT作为功率开关元件,内部集成电流传感器及驱动电路的集成结构。IPM以其高可靠性,使用方便赢得越来越大的市场,尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源,是变频调速,冶金机械,电力牵引,伺服驱动,变频家电的一种非常理想的电力电子器件。
技术或产品应用可行性及节能原理
能源短缺是人类当面面临的世纪性难题。我国“十五”计划提出了不断提高能源利用率的节能目标,其中一项重要措施就是要逐步实现电动机、风机、泵类设备的经济运行,发展电机变频器节电和电力电子节电技术,已较低的能源消费和较大的节能量来长期支持国民经济快速、健康、持续发展。
我司开发的300W以上直流电机变频器采用软启动,减少对电网的冲击,使控制使控制电路简单、通用性强、性价比高,可以配接不同工质的制冷压缩机。其节能原理在3个方面体现。
寿命大大延长。在冰箱负载较大时,压缩机可以高速运转,压缩机制冷量大,实现快速降温;在冰箱负载较小时,压缩机可以低速运转,压缩机制冷量小,减少冰箱的启动次数,大大延长压缩机的寿命,减少更换频次。
通过变频自身的V/F功能节电。在保证电机输出力矩的情况下,可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩,降低输入电流,达到节能状态。
变频自带软启动节能。在电机全压启动时,由于电机的启动力矩需要,要从电网吸收7倍的电机额定电流,而大的启动电流即浪费电力,对电网的电压波动损害也很大,增加了线损和变损。采用软启动后,启动电流可从0--电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击,节约了电费,也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命。
我公司300W以上制冷压缩机变频器针对制冷市场。年销售量10万台。
300W以上冰箱(冰柜)24小时持续运转,24小时耗电平均约3.5KWH。采用变频驱动后,实现精准调速柔性启动,转速恒定且噪音大幅降低。以变频器驱动后,节省30%电量。单台变频器驱动可节省1KWH/天,10万台年节省电能3650万KWH。
节省每度电相当于节省0.3KG标煤,减排0.272KG炭粉尘、0.997KG二氧化碳、二氧化硫0.03KG、氮氧化物0.015KG。年销售10万台变频器,每年可节省3650万KWH电能,当于节省10950吨标煤,减排9928吨炭粉尘、36390吨二氧化碳、1095吨二氧化硫、547吨氮氧化物。