直流變頻與交流變頻的異同
邁梓工控 / 2022-02-21
交流變頻空調頻率范圍較小，工作效率較低，但價格便宜；而直流變頻空調的頻率調節范圍更大，工作效率更高，但價格較高。
變頻空調的制冷制熱速度快，室內溫差小，舒適性好，如果每次開機的時間很長的話，就能充分發揮其節電的優勢，但如果開機時間短，就無法發揮其節電的優勢了。
交流變頻壓縮機轉子采用了交流感應電機轉子結構，其工作原理為：定子產生旋轉磁場，轉子在定子旋轉磁場作用下感應電流產生感應磁場，經定子磁場與轉子磁場相互作用使轉子旋轉。交流變頻壓縮機旋轉的基礎是定子與轉子的電磁感應，使壓縮機旋轉的同時也帶來了電磁感應噪音與轉子損耗等負面作用。
直流變頻壓縮機轉子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理為：定子產生旋轉磁場與轉子永磁磁場直接作用，實現壓縮機運轉。可以通過改變送給電機的直流電壓來改變電機的轉速，直流變頻壓縮機不存在定子旋轉磁場對轉子的電磁感應作用，克服了交流變頻壓縮機的電磁噪音與轉子損耗，具有比交流變頻壓縮機效率高與噪音低特點，直流變頻壓縮機效率比交流變頻壓縮機效率高10%-30%，噪音低5分貝-10分貝。但是，直流變頻空調的成本要高于交流變頻空調。要比較兩者差異，首先必須先對兩者的結構做個了解：
1、若要實現直流電機調速，可以有以下幾種方法
（1）在繞組內串聯電阻，減小I這種方法增加了拖動系統的損耗，機械性能變“軟”，現在基本不用了。
（2）調節電樞繞組電壓U，這是迄今為止公認最好的一種調速方式，具有以下特點：
A）調速后的機械特性不變，速度降落只隨電樞電壓而變。
B）實現無級調速，零速起調
C）由于主磁通不變，電動機額定電流也不變，因此調速過程具有“恒轉距”特性。
（3）調節主磁通（因為增加磁通會導致磁路飽和，只能減小磁通，因此此方法又稱為“弱磁調速”。其特點是轉速下降較快，但電動機輸出功率不變，呈現“恒功率”特性。
2、交流電機的調速方式
A）調節磁極對數：
這是有級調速方式，并且電機設計需要照顧到多種組合，無法全部做到最佳設計，故電機效率低；
B）調節電流頻率（變頻調速）
變頻調速的核心是是保持主磁通不變。這就要求變頻器輸出“變頻”的同時也要變電壓（VVVF），否則定子鐵心會出現“磁飽和”導致鐵心急劇發熱損壞電機。為此，衍生出兩種調制方式—脈幅調制（PAM）和脈寬調制（PWM）。因前者整流和逆變部分都要控制，比較復雜，目前應用最多的就是脈寬調制。
3.它們的比較：
（1）交流變頻調速之所以比直流調速廣泛運用是因為交流電機，不是變頻調速原理具有優越性，變頻調速只能應用于調速，而對力矩是無法做到精確控制的，原因很簡單，直流調速的電樞和勵磁不是耦合的，是分開的，這樣對電樞電流和勵磁電流能夠做到精確控制。而交流調速，電樞電流和勵磁電流是耦合的，是無法做到精確控制的，盡管目前的變頻調速具有矢量控制，也就是運用現代控制理論，通過矢量轉換，將交流電機中耦合的電樞電流和勵磁電流解開，從而對其進行控制，也就是仿真直流調速的原理。但是要做到直流調速的控制特性目前是很困難的。因此在軋機、造紙等對力矩要求很高行業，直流調速還是具有廣泛性。而僅對速度控制，目前變頻調速是可以逼真直流調速的特性，因為交流電機的優越性是直流電機無法做到的。
（2）直流電機的電刷和體積的原因，限制了它的應用范圍，變頻調速可以說是由風機和水泵發展而來的，是由于風機和水泵節能的需要，變頻調速是最佳選擇，不過我個人認為就目前電價和變頻器的自身的價格相比，這種節能是毫無意義的，因為要把變頻器的投資收回，最少需要5-6年，在這5-6年的時間里，工況還不知道要發生什么變化。
因此，變頻器最好應用在需要調速，而對啟動性能及力矩調節要求不是很苛刻的場合，而這種場合比比皆是，這才是變頻調速普遍應用的原因。因此可以說如果用直流調速控制器去控制交流電機那才是最好的，真能做到這一點，目前還很困難。
