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本帖最后由 thermal_mode 于 2014-4-25 20:23 编辑

本人从事工控行业驱动器软件及电机控制算法设计， 说来也有些年头了。但是对于家电行业的一些特有专业名词， 还是十分的不理解， 或者是难以理解。

说道白电， 特别是空调， 不得不说的是变频。空调的压缩机是由电机驱动的， 因此有必要先说一下电机。

在电机调速控制这块 ，无论你应用于那些行业，目前你的控制对象基本上最常用的就是三种：直流电机、交流异步电机、交流同步电机。当然还有直线电机、开关磁阻电机、超声波电机等，我们只关注最常用的！

直流电机的控制：

对直流电机的控制， 是调压调速。首先需要的是用控制设备将交流电(两相或三相)整流成直流，采用可控器件(如晶闸管、GTO等)的称之为可控整流，采用二极管整流的是不可控整流。可控整流可以通过调整触发角的方式调节整流后的直流电压， 直流电压的高低就决定电机的转速和带负载能力。对于不可控整流，需要采用高速的IGBT对直流电进行斩波控制，根据需要调节占空比输出不同的平均直流电压的方式驱动直流电机

当然根据直流电机励磁的不同， 还需要决定励磁电路的设计和控制。 但是目前对于小容量的直流电机，都是采用永磁的，不需要单独励磁。

做过直流调速的都清楚这些。直流调速是调压调速， 跟变频控制不沾边！

交流异步电机的控制：

在变频没有出来之前， 交流异步电机都是采用转子串电阻或者机械设备等进行调速的，对于鼠笼电机， 转子串电阻也不能用了。顺便说一下， 转子串电阻效率很低，对大功率的异步电机(50 KW以上)， 转子上串的电阻要放在一个大箱子里，就跟电炉子的电阻丝一样，到冬天拿来烤火都够了， 并且调速只能实现有线的几个速度段调速，是有级调速！

那对于风机等设备， 用交流异步鼠笼电机就有个问题，不管需要的风量大小，电机会在工频电源的作用下带动电机按照基本上固定的速度在运转。 如果生产设备根据工艺的要求只需要最大风量的一半，在电机速度不能调的情况下，只能采用挡风板等机械设备， 这样的话会有一半的风被挡风板挡掉，会浪费掉一般的能量。因此在大量应用风机的发电、化工、冶金等行业， 能源的浪费是很严重的。

如果能够随便的调节交流异步电机的速度，实现无级调速，那么在风机这个应用上是可以简化机械设备，并且节约能源的。

在这个时候， 变频控制逐步发展出来并应用到实际中去的，变频是节能的！同时由于变频控制时无级调速，具有很好的调速性能，变频器控制的交流异步电机在各个行业得到了广泛应用。

但需要强调的一点是， 变频器只是一个调速设备，并不是一个节能设备。如果采用了变频器，并且由于工艺上或者机械上得到了改善等的应用情况，跟原先的工艺及设备情况相比，节约了电能， 你可以说这个项目采用变频控制实现了节能，但变频的应用最直接的目的是实现调速的需要。

交流同步电机

目前我们在日常生活中能接触到的大都是两种电机：直流无刷电机(BLDC) 和永磁同步电机(PMSM)

两者的却别在于反电势的波形上， BLDC是梯形波， PMSM是正弦波。

其实交流同步电机还有好多种，即便PMSM也分永磁体表贴的、内嵌的等等。

永磁同步电机相对于交流异步电机来讲， 主要是功率密度大、惯量小、效率高。 但成本要比交流异步电机高。

至于变频控制， 从广义上来讲， 目前有三种 VF、VC和DTC控制，如果进行细分，各个下面又有很多的实现方式。对于这三种变频控制的背景及来由，找度娘吧， 呵呵！

下面谈一下我对空调变频控制的疑惑：

1) 何为核心技术

经常看到某些企业， 什么掌握核心技术， 什么最先进的全直流变频之类的。

由于没有涉及空调这个行业， 但我很是怀疑， 变频空调的核心技术是什么，全直流变频？ 抑或其他让人看不懂的新名词？

首先你得压缩机需要电机带着才能转动， 有电机的话无非就是直流电机、交流异步电机、交流同步电机这三种的一种， 难道你用的是其他电机？

这三种电机的控制， 在工业自动化领域这么多年， 从来没有全直流变频这个概念！

对这三种电机的控制， 说的难点就是压缩机里没有测量电机速度或者位置的传感器， 要实现无位置或无速度传感控制， 在工业自动化设备上的变频器上， 好多厂商都有这样的变频器。

对我一个不做暖通制冷的外行在我看来， 变频空调的核心技术是变频压缩机等设备， 至于变频控制， 相对于工业控制来讲， 只是最简单的应用而已！

2)最低1Hz， 抑或0.1Hz问题

作为一个工业变频设计人员来讲， 我对这个1Hz很头晕， 仔细看了一下说明书是机械上1Hz， 也就是60转每分钟。

即便如此， 我还是觉得这个数据没意义，从控制角度来讲， 实现机械上的1Hz要比电气上的1Hz容易的多。

电气上的1Hz， 基本上还算有个固定的指标可以来衡量，如果你对人讲， 我做到了电流波形的1Hz带动额定负载平稳转动， 我相信感兴趣的人很多。

如果机械1Hz， 别人听到后没感觉。其实去看看现在的变频滚筒洗衣机，或许会恍然大悟， 因为滚筒洗衣机的洗涤速度很少有高于50转的，最低在35转左右，换算到机械上就是35/60 ~ 5/6Hz。

这个数据要比1Hz低多了.

至于0.1Hz的， 无传感器的变频控制，想要带负载并且负载变化剧烈的情况下稳定运行， 其实很难很难！

3)节能的问题

我个人觉得，采用合适的压缩机和合理的冷凝器等暖通设计，变频空调会节能的！关键是节能能节多少的问题。

但是请注意一点：有的厂商同样品牌的变频空调， 有的标2级能耗， 有的3级能耗，有的标1级能耗。

都是变频控制， 能耗差距在哪呢？

如果压缩机里的电机选择一样的话， 也就是输入的机械功率一样， 输出的制冷功率不同， 那差距就在压缩机的设计和制冷等的设计上， 变频器的影响很小！

如果压缩机里的电机不一样， 电机的效率也是不一样的，电机的效率对能效比会有影响。

单纯宣传节能， 有点误导的嫌疑！

变频的目的是为了调速， 调速的目的是为了温度控制的快速性和舒适性， 至于节能实在是应该在压缩机设计和制冷等优化后带来的另一个好处。

4)故障率的问题

其实这个是我最关心的。

工业设计变频器时留有很大的裕量， 即便如此国内厂商的变频器还是故障率很高。家电行业的变频空调， 所选的器件MCU、IPM等都是民用级别的，虽然应用条件比工业环境差很多，但是经不住某些无良企业降成本的追求，会不会用个三四年挂掉呢？ 整机可是只保三年的！