隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)和生活所需的電能越來越多，電力資源開始出現(xiàn)短缺。因此，如何節(jié)約能源、保護環(huán)境、提高效率已經(jīng)成為當今研究的熱點。在工業(yè)生產(chǎn)中，電機作為工業(yè)生產(chǎn)的動力源，是生產(chǎn)中最耗能的設備，因此，如何優(yōu)化電機設計成為節(jié)能的有效途徑。隨著半導體的逐漸發(fā)展，數(shù)字處理器和各種先進控制策略的出現(xiàn)使得優(yōu)化電機的效率和調(diào)節(jié)成為可能。
1、變頻技術(shù)的產(chǎn)生
在現(xiàn)代家庭里的家電，是作為居住環(huán)境中不可分割的一部分，而且在家庭中扮演著非常重要的角色。隨著這幾年國家、民眾對能源、環(huán)境問題的倡議和關(guān)注，很多家電生產(chǎn)廠家也開始制造出更加節(jié)能的產(chǎn)品，如變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機等。變頻洗衣機具有噪聲小、振動微、洗凈度高、節(jié)約電等優(yōu)點，從洗衣機市場脫穎而出。當市場對交流電機產(chǎn)生了無極調(diào)速的需求的時候，研究者通過改變交流電頻率的方式來實現(xiàn)交流電的控制，這就是變頻技術(shù)。
通常情況下變頻就是將220V的標準交流電轉(zhuǎn)換成可變交流電，可變交流電是指其幅值、頻率可變。在一般的電機驅(qū)動的場合，通常會先將恒壓恒頻的單相交流電變成直流電，再將直流電變成幅值、頻率可調(diào)的三相交流電。在變頻技術(shù)產(chǎn)生以前，電機調(diào)速普遍采用變級數(shù)、調(diào)壓、斬波調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻等方式。但是，這種極調(diào)速方式，電動機的轉(zhuǎn)速和扭矩在短時間內(nèi)劇烈變動，可能誘發(fā)系統(tǒng)的崩潰，并且調(diào)速只能以幾個一定的轉(zhuǎn)速進行。而無極變速在電機調(diào)頻的時候非常的平穩(wěn)，但是會因為電機兩端的電壓降低出現(xiàn)電機利用率偏低的情況，使得整個系統(tǒng)的效率變低。變頻調(diào)速則克服了以上缺點，不僅可以無極調(diào)速，同時能夠平穩(wěn)的進行調(diào)速，電機的使用效率增加，減少損耗，而且還使得變頻時的噪音還明顯減弱了。
2、變頻技術(shù)在洗衣機上的應用
自20世紀70年代以來，家用電器一直使用變頻技術(shù)，從微波爐到冰箱、洗衣機，甚至電飯鍋。20世紀90年代后期，家用電器變頻技術(shù)的改進主要是為了節(jié)能和環(huán)保。變頻制冷后，壓縮機始終低速運轉(zhuǎn)，大大降低了壓縮機的噪音，節(jié)約了能源；變頻空調(diào)采用變頻技術(shù)后，無需壓縮機連續(xù)工作即可實現(xiàn)制熱和制冷控制，從而降低了能耗。在洗衣機方面，過去的變頻技術(shù)使洗衣機實現(xiàn)了變速控制，提高了洗衣機的洗滌性能。現(xiàn)在的變頻技術(shù)不僅能保證洗衣機的節(jié)能和靜音，還能使衣物洗得柔和。變頻洗衣機根據(jù)電機的不同可以分為兩種類型——交流變頻洗衣機和DC變頻洗衣機。其中，DC變頻洗衣機可分為直驅(qū)式和皮帶輪式。
交流變頻洗衣機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長、性能穩(wěn)定、噪聲小，但整機效率不高，在輕負荷和低速運行時，運行效率均小于30%。直流變頻洗衣機是以永磁同步電動機為基礎(chǔ)，具有體積小、重量輕、效率高、噪音低等優(yōu)點，運行效率可達60%，在高速脫水時甚至高達80%。特別是直驅(qū)直流變頻洗衣機，其結(jié)構(gòu)更加簡單，消除了傳統(tǒng)的帶式洗衣機結(jié)構(gòu)。但是因為其依托于永磁體，可能會面臨退磁的風險，而自身的技術(shù)也受限制，很難實現(xiàn)脫水的高速運轉(zhuǎn)。皮帶輪的洗衣機處于三種變頻洗衣機中技術(shù)成熟、噪聲小、效率高的。以上三種洗衣機各有各的優(yōu)點，我們很難去評判其優(yōu)缺點。變頻技術(shù)在波輪洗衣機和滾筒洗衣機上應用的原理也是不同的。
波輪洗衣機主要是靠水頻繁的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的水流來清潔衣物，滾筒洗衣機則是通過摔打衣物至鉛垂面上來完成洗滌動作。兩種洗衣機的結(jié)構(gòu)和原理的差異，也使得變頻技術(shù)在兩種洗衣機上應用的技術(shù)難度不同。波輪洗衣機的變頻技術(shù)主要受制于模糊稱重和快速頻繁起停。因為輪式洗衣機在無水洗衣過程中容易對衣物造成損壞，所以其稱重時間不長，速度不高。
在波輪洗衣機快速頻繁起停的過程中，若是衣物較多洗衣機是可以自由停機的，若是衣物較少，水流的運動慣性又太大，洗衣機就必須依靠剎車來停車。滾筒洗衣機具有模糊稱重、負載運行等技術(shù)難點。與波輪洗衣機模糊稱重的難點不同，滾筒洗衣機模糊稱重主要受制于功率計算的準確性，功率計算受電流環(huán)、密度環(huán)、衣服密度等諸多因素的影響。實驗表明，當滾筒的轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值(具體數(shù)值與滾筒的大小有關(guān))時，衣物就會粘在滾筒上。從而失去摔打的功能，從而無法潔凈衣物，這就是負載運行的后果。
3、結(jié)語
直流變頻洗衣機電功耗低，噪音小，是未來變頻技術(shù)發(fā)展的主要趨勢?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展起來，格力也開始制作手機，用于聯(lián)結(jié)格力的家電設備。如果是結(jié)合變頻技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)，未來的洗衣機發(fā)展將會變得更加的智能、高效。
