一、 引言
在工业出产和产品加工造作业中 ，风机泵类设备利用领域宽泛,其电能亏损和诸如阀门挡板有关设备的节流损失以及守护维建用度占到出产成本的7%~25% 是一笔不幼的出产用度开支 ，随着经济鼎新的不休深刻 ，市场竞争的不休加剧 ，节能降耗业已成为降低出产成本提高产品质量的沉要伎俩之一。
而上世纪六十年代初发展起来的变频调快技术正是适应了工业出产自动化发展的要求 ，开创了一个全新的智能电机时期 ，一改通常电动机只能以定快方式运行的陈旧模式 ，使得电动机及其拖动负载在毋庸任何扭转的情况下即能够依照出产工艺要求调整转快输出 ，从而降低电机功耗达到系统高效运行的主张。
同时由于变频器兼具软启动的特点 ，使得设备启动时对其他用电设备的冲击大大减幼 ，还能够提高有关电气设备的寿命 ，削减整个供电系统的冗余容量设计。
电力电子变频调快技术引入我国并得到推广 ，现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织、楼宇、市政工程等多种行业的电机传动设备中得到现实利用。目前变频调快技术已经成为现代电力传动技术的一个重要发展方向 ，卓越的调快机能 ，显著的节电成效既能够改善现有设备的运行工况 ，提高系统的安全靠得住性 ，耽搁设备使用寿命蹬着点。随着利用领域的不休扩大而得到充分的体现。
二、 综述
通常在工业出产产品加工造作业中 ，风机设备重要用于锅炉点火系统 ，烘干系统 ，冷却系统 ，透风系统等场所。凭据出产必要对炉膛压力、风快、风量、温度等指标进行节造和调节 ，以适应工艺要求和运行工况。而最常用的节造伎俩则是调节风门挡板开度的大幼来调整受控对象 ，这样不论出产的需要大幼风机都要全快运行 ，而运行工况的变动则使得能量以风门挡板的节流损失亏损掉了。在出产过程中不仅节造精度受到限度 ，并且还造成大量的能源浪费和设备损耗 ，从而导致出产成本增长、设备使用寿命缩短、设备守护维建用度高居不下。
泵类设备在出产领域同样有着辽阔的利用空间 ，提水泵站水池储罐给排系统、工业水油循环系统、热互换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备 ，并且凭据分歧的出产需要 ，往往选取调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量压力水位等信号的节造 ，这样不仅造成大量的能源浪费 ，管路阀门等密封机能的粉碎 ，还加快了泵腔阀体的磨损和汽蚀严沉时败坏设备 ，影响出产危及产品质量。
风机泵类设备无数选取异步电动机直接驱动的方式运行 ，存在启动电流大、机械冲击电气；じ鲂圆畹缺锥 ，不仅影响设备使用寿命 ，并且当负载出现机械故障时 ，不能瞬间作为；ど璞 ，时常出现泵败坏的同时电机也被销毁的景象。
近年来出于节能的火急必要和对产品质量不休提高的要求 ，加之选取变频调快器（简称变频器） ，易操作、免守护、节造精度高 ，并能够实现高职能化等特点 ，因而选取变频器驱动的规划起头逐步取代风门挡板阀门的节造规划。
变频调快技术的根基道理是凭据电机转快与工作电源输入频率成正比的关系：n =60f (1-s) /p ，（式中n、f、s、p 别离暗示转快、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过扭转电动机工作电源频率达到扭转电机转快的主张变频器 ，就是基于上述道理选取交-直-交电源变换技术电力电子微电脑节造等技术于一身的综合性电气产品。
三、 节能分析
通过流体力学的根基定律可知风机泵类设备均属平方转矩负载其转快n 与流量Q ，压力H 以及轴功率P 拥有如下关系：Q∝n ，H∝n2 ，P∝ n3； 即流量与转快成正比 ，压力与转快的平方成正比轴功率与转快的立方成正比。
以一台水泵为例它的出口压头为 H0 出口压头即泵入口和管路出口的静压力差额定转快为 n0,阀门全开时的管阻个性为 r0,额定工况下与之对应的压力为 H1,出口流量为 Q1。流量-转快-压力关系曲线如下图所示：
在现场节造中 ，通常选取水泵定快运行出口阀门节造流量。当流量从Q1 减幼50%至Q2 时 ，阀门开度减幼使管网阻力个性由r0 变为 r1 ，系统工作点沿方向I 由原来的A 点移至B 点；受其节流作用压力H1 变为H2。水泵轴功率现实值（kW）可由公式： P =Q • H /（ηc • ηb）×10-3 得出。其中P 、Q 、H 、ηc 、ηb 别离暗示功率、流量、压力、水泵效能、传动装置效能 ，直接传动为1。 如果总效能（ηc •ηb ）为1 则水泵由A 点移至B 点工作时电机节俭的功耗为AQ1OH1 和BQ2OH2 的面积差。 若是选取调快伎俩扭转水泵的转快n ， 当流量从Q1 减幼50%至Q2 时 ，那么管网阻力个性为统一曲线r0 ，系统工作点将沿方向II 由原来的A 点移至C 点 ，水泵的运行也更趋合理。在阀门全开 ，只有管网阻力的情况下 ，系统满足现场的流量要求能耗势必降低。此时电机节俭的功耗为AQ1OH1 和CQ2OH3 的面积差。比力选取阀门开度调节和水泵转快节造 ，显然使用水泵转快节造更为有效合理 ，拥有显著的节能成效。
另表 ，从图中还能够看出：阀门调节时将使系统压力 H 升高 ，这将对管路和阀门的密封机能形成威胁和粉碎；而转快调节时 ，系统压力H 将随泵转快n 的降低而降低 ，因而不会对系统产生不良影响。
从上面的比力不能贵出：当现场对水泵流量的需要从100%降至50%时 ，选取转快调节将比原来的阀门调节节俭BCH3H2 所对应的功率大幼 ，节能率在75%以上。
与此相类似的 ，若是选取变频调快技术扭转泵类、风机类设备转快来节造现场压力、温度、水位等其它过程节造参量 ，同样能够凭据系统节造个性绘造出关系曲线得出上述的比力了局。亦即 ，选取变频调快技术扭转电机转快的步骤 ，要比选取阀门、挡板调节更为节能经济 ，设备运行工况也将得到显著改善。
四、 节能推算
对于风机、泵类设备选取变频调快后的节能成效 ，通常选取以下两种方式进行推算：
1、凭据已知风机、泵类在分歧节造方式下的流量负载关系曲线和现场运行的负荷变动情况进行推算。以一台IS150-125-400 型离心泵为例 ，额定流量200.16m3/h ，扬程50m ；建设Y225M-4 型电动机 ，额定功率45kW。 泵在阀门调节和转快调节时的流量—负载曲线如下图示。凭据运行要求 ，水泵陆续24 幼时运行 ，其中每天11 幼时运行在90%负荷 ，13 幼时运行在50%负荷；整年运行功夫在300 天。
则每年的节电量为： W1=45×11×（100% -69% ）×300=46035kW•h
W2=45×13×（95% -20%）×300 =131625kW•h
W = W1+W2=46035+131625=177660kW•h
每度电按0.5 元推算,则每年可节约电费8.883 万元。
2、凭据风机、泵类平方转矩负载关系式： P / P0= （n / n0） 3 推算 ，式中为P0 额定转快 n0 时的功率；P 为转快 n 时的功率。
以一台工业锅炉使用的22 kW 鼓风机为例。运行工况仍以 24 幼时陆续运行 ，其中每天11 幼时运行在90%负荷（频率按46Hz 推算,挡板调节时电机功耗按98%推算） ，13幼时运行在50%负荷（频率按20Hz 推算 ，挡板调节时电机功耗按70%推算）；整年运行功夫在300 天为推算凭据。
则变频调快时每年的节电量为W1=22×11×[1-（46/50）3]×300=16067kW•h
W2=221×3×[1-（20/50）3]×300=80309kW•h
W = W1+W2=46035+131625=177660kW•h ??
挡板开度时的节电量为：W1=22×（1-98%）×11×300=1452kW•h
W2=22×（1-70%）×11×300=21780kW•h
Wd = W1+W2=1452+21780=23232kW•h
相比力节电量为：W= Wb-Wd=96376-23232=73144kW•h
每度电按0.5 元推算 ，则选取变频调快每年可节约电费3.657 万元。
某工厂离心式水泵参数为：离心泵型号6SA-8 ，额定流量53. 5 L/s ，扬程50m；所
配电机Y200L2-2 型37 kW。对水泵进行阀门节流节造和电机调快节造情况下的实测数据纪录如下：
流 量 L/s 功夫（h ） 亏损电网输出的电能 （kW•h ）
阀门节流调节电机变频调快
47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8
40 8 30×8=240 21.16×8=169.3
30 4 27×4=108 13.88×4=55.5
20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7
计算 24 653.4 378.3
相比之下 ，在一天内变频调快可比阀门节流节造节俭275.1 kW•h 的电量 ，节电率达42.1%。
五、 实现语
风机、泵类等设备选取变频调快技术实现节能运行是我国节能的一项沉点推广技术 ，受到国度当局的普遍器沉 ，《中华人民共和国节约能源法》第39 条就把它列为通用技术加以推广。实际证明 ，变频器用于风机、泵类设备驱动节造场所获得了显著的节电成效 ，是一种梦想的调快节造方式。既提高了设备效能 ，又满足了出产工艺要求 ，并且因而而大大削减了设备守护、维建用度 ，还降低了停产周期。直接和间接经济效益极度显著 ，设备一次性投资通Ｄ芄辉9 个月到16 个月的出产中全数收回。
