一、导言 ?

　　在工业出产和商品加工制作业中，风机、泵类设备运用方案广泛；其电能耗费和比方阀门、挡板有关设备的节约扔掉以及保护、修补费用占到出产本钱的7%~25%，是一笔不小的出产费用开支。跟着经济改造的不断深化，商场竞赛的不断加重；节能降耗业已变成降低出产本钱、跋涉商质量量的首要办法之一。
　　而八十年代初翻开起来的变频调速技能，恰是习气了工业出产主动化翻开的恳求，创始了一个全新的智能电机年代。一改一般电动机只能以定速办法作业的陈腐办法，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的状况下即可以依照出产技能恳求调整转速输出，然后降低电机功耗抵达体系高效作业的目的。
　　八十年代末，该技能引进我国并得到推行。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食物、纺织等多种作业的电机传动设备中得到实习运用。现在，变频调速技能现已变成现代电力传动技能的一个首要翻开方向。超卓的调速功用、显着的节约用电效果，改进现有设备的作业工况，跋涉体系的安全牢靠性和设备运用率，延伸设备运用寿数等利益跟着运用范畴的不断拓宽而得到充沛的表现。
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　　二、总述
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　　一般在工业出产、商品加工制作业中风机设备首要用于锅炉焚烧体系、烘干体系、冷却体系、通风体系等场合，依据出产需求对炉膛压力、风速、风量、温度等方针进行操控和调度以习气技能恳求和作业工况。而最常用的操控办规矩是调度风门、挡板开度的巨细来调整受控方针。这么，不管出产的需求巨细，风机都要全速作业，而作业工况的改动则使得能量以风门、挡板的节约扔掉耗费掉了。在出产进程中，不只操控精度遭到绑缚，并且还构成许多的动力糟蹋和设备损耗。然后致使出产本钱添加，设备运用寿数缩短，设备保护、修补费用高居不下。
　　泵类设备在出产范畴一样有着宽广的运用空间，提水泵站、水池储罐给排体系、工业水（油）循环体系、热交流体系均运用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。并且，依据纷歧样的出产需求一般选用调整阀、回流阀、截止阀等节约设备进行流量、压力、水位等信号的操控。这么，不只构成许多的动力糟蹋，管路、阀门等密封功用的损坏；还加立刻泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严峻时损坏设备、影响出产、危及商质量量。 ??
　　风机、泵类设备大都选用异步电动机直接驱动的办法作业，存在主张电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺陷。不只影响设备运用寿数，并且当负载呈现机械缺陷时不能片刻间刻动作保护设备，常常呈现泵损坏一同电机也被焚毁的景象。
　　这些年，出于节能的火急需求和对商质量量不断跋涉的恳求，加之选用变频调速器（简称变频器）易操作、免保护、操控精度高，并可以结束高功用化等特征；因此选用变频器驱动的方案开端逐步替代风门、挡板、阀门的操控方案。 ??
　　变频调速技能的根柢原理是依据电机转速与作业电源输入频率成正比的联络： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p别离标明转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改动电动机作业电源频率抵达改动电机转速的目的。变频器即是依据上述原理选用交-直-交电源改换技能，电力电子、微电脑操控等技能于一身的概括性电气商品。 ?
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　　三、节能剖析

　　通过流膂力学的根柢规矩可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下联络：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。 ?
　　以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵进口和管路出口的静压力差），额外转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额外工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。流量-转速-压力联络曲线如下图所示。 ?? ??
　　在现场操控中，一般选用水泵定速作业出口阀门操控流量。当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，体系作业点沿方向I由正本的A点移至B点；受其节约效果压力H1变为H2。水泵轴功率实习值（kW）可由公式：P =Q·H／（η c·η b）×10-3得出。其间，P、Q 、H 、η c 、η b 别离标明功率、流量、压力、水泵功率、传动设备功率，直接传动为1。假定总功率（η c·η b）为1，则水泵由A点移至B点作业时，电机节约的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。假定选用调速办法改动水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特性为同一曲线r0，体系作业点将沿方向II由正本的A点移至C点，水泵的作业也更趋合理。在阀门全开，只需管网阻力的状况下，体系满意现场的流量恳求，能耗必定降低。此刻，电机节约的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比照选用阀门开度调度和水泵转速操控，显着运用水泵转速操控更为有用合理，具有显着的节能效果。 ?
　　别的，从图中还可以看出：阀门调度时将使体系压力H添加，这将对管路和阀门的密封功用构成挟制和损坏；而转速调度时，体系压力H将随泵转速n的降低而降低，因此不会对体系发作不良影响。
　　从上面的比照不行贵出：当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时，选用转速调度将比正本的阀门调度节约BCH3H2所对应的功率巨细，节能率在75%以上。 ??与此相相似的，假定选用变频调速技能改动泵类、风机类设备转速来操控现场压力、温度、水位等其它进程操控参量，一样可以依据体系操控特性制作出联络曲线得出上述的比照效果。亦即，选用变频调速技能改动电机转速的办法，要比选用阀门、挡板调度更为节能经济，设备作业工况也将得到显着改进。
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　　四、节能核算
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　　关于风机、泵类设备选用变频调速后的节能效果，一般选用以下两种办法进行核算： ?
　　1、依据已知风机、泵类在纷歧样操控办法下的流量－负载联络曲线和现场作业的负荷改动状况进行核算。 ??
　　以一台IS150-125-400型离心泵为例，额外流量200.16m3/h，扬程50m；装备Y225M-4型电动机，额外功率45kW。泵在阀门调度和转速调度时的流量－负载曲线如下图示。依据作业恳求，水泵接连24小时作业，其间天天11小时作业在90%负荷，13小时作业在50%负荷；全年作业时刻在300天。
　　则每年的节约用电量为：W1=45×11×（100%－69%）×300=46035kW·h ??

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