直流变频与交流变频的异同
迈梓工控 / 2022-02-21
交流变频空调频率范围较小，工作效率较低，但价格便宜；而直流变频空调的频率调节范围更大，工作效率更高，但价格较高。
变频空调的制冷制热速度快，室内温差小，舒适性好，如果每次开机的时间很长的话，就能充分发挥其节电的优势，但如果开机时间短，就无法发挥其节电的优势了。
交流变频压缩机转子采用了交流感应电机转子结构，其工作原理为：定子产生旋转磁场，转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场，经定子磁场与转子磁场相互作用使转子旋转。交流变频压缩机旋转的基础是定子与转子的电磁感应，使压缩机旋转的同时也带来了电磁感应噪音与转子损耗等负面作用。
直流变频压缩机转子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理为：定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。可以通过改变送给电机的直流电压来改变电机的转速，直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗，具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点，直流变频压缩机效率比交流变频压缩机效率高10%-30%，噪音低5分贝-10分贝。但是，直流变频空调的成本要高于交流变频空调。要比较两者差异，首先必须先对两者的结构做个了解：
1、若要实现直流电机调速，可以有以下几种方法
（1）在绕组内串联电阻，减小I这种方法增加了拖动系统的损耗，机械性能变“软”，现在基本不用了。
（2）调节电枢绕组电压U，这是迄今为止公认最好的一种调速方式，具有以下特点：
A）调速后的机械特性不变，速度降落只随电枢电压而变。
B）实现无级调速，零速起调
C）由于主磁通不变，电动机额定电流也不变，因此调速过程具有“恒转距”特性。
（3）调节主磁通（因为增加磁通会导致磁路饱和，只能减小磁通，因此此方法又称为“弱磁调速”。其特点是转速下降较快，但电动机输出功率不变，呈现“恒功率”特性。
2、交流电机的调速方式
A）调节磁极对数：
这是有级调速方式，并且电机设计需要照顾到多种组合，无法全部做到最佳设计，故电机效率低；
B）调节电流频率（变频调速）
变频调速的核心是是保持主磁通不变。这就要求变频器输出“变频”的同时也要变电压（VVVF），否则定子铁心会出现“磁饱和”导致铁心急剧发热损坏电机。为此，衍生出两种调制方式—脉幅调制（PAM）和脉宽调制（PWM）。因前者整流和逆变部分都要控制，比较复杂，目前应用最多的就是脉宽调制。
3.它们的比较：
（1）交流变频调速之所以比直流调速广泛运用是因为交流电机，不是变频调速原理具有优越性，变频调速只能应用于调速，而对力矩是无法做到精确控制的，原因很简单，直流调速的电枢和励磁不是耦合的，是分开的，这样对电枢电流和励磁电流能够做到精确控制。而交流调速，电枢电流和励磁电流是耦合的，是无法做到精确控制的，尽管目前的变频调速具有矢量控制，也就是运用现代控制理论，通过矢量转换，将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开，从而对其进行控制，也就是仿真直流调速的原理。但是要做到直流调速的控制特性目前是很困难的。因此在轧机、造纸等对力矩要求很高行业，直流调速还是具有广泛性。而仅对速度控制，目前变频调速是可以逼真直流调速的特性，因为交流电机的优越性是直流电机无法做到的。
（2）直流电机的电刷和体积的原因，限制了它的应用范围，变频调速可以说是由风机和水泵发展而来的，是由于风机和水泵节能的需要，变频调速是最佳选择，不过我个人认为就目前电价和变频器的自身的价格相比，这种节能是毫无意义的，因为要把变频器的投资收回，最少需要5-6年，在这5-6年的时间里，工况还不知道要发生什么变化。
因此，变频器最好应用在需要调速，而对启动性能及力矩调节要求不是很苛刻的场合，而这种场合比比皆是，这才是变频调速普遍应用的原因。因此可以说如果用直流调速控制器去控制交流电机那才是最好的，真能做到这一点，目前还很困难。
