交流變頻調(diào)速是交流電動機調(diào)速方法中最理想的方案，采用變頻器對風機、水泵類機械進行調(diào)速來調(diào)節(jié)風量、流量的方法，對節(jié)約能源，提高經(jīng)濟效益具有重要意義。但是，過去由于各種原因，如變頻器的價格、質(zhì)量、容量等因素的約束，沒有得到廣泛應(yīng)用。近年來隨著IC產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，變頻器的價格大幅下降，可靠性增強，容量增大（已達到400KW），變頻器的使用已成倍增長。 目前，國內(nèi)外許多電力拖動場合已將矢量控制的變頻器廣泛應(yīng)用于通用機械、紡織、印染、造紙、軋鋼、化工等行業(yè)中交流電動機的無級調(diào)速，已明顯取得節(jié)能效果并滿足工藝和自動調(diào)速要求。但在風機、水泵應(yīng)用領(lǐng)域仍沒有得到充分應(yīng)用。其主要原因是對風機、水泵類負載可大量節(jié)能了解不夠。故此，我們將風機、水泵的節(jié)能原理和應(yīng)用狀況向客戶介紹。 全國風機、水泵用電量占工業(yè)用電的60%以上，如果能在這個領(lǐng)域充分使用變頻器進行變頻無級調(diào)速，對我們發(fā)展加工制造業(yè)又嚴重缺電的國家，是興國之策。 風機，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就其結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同。現(xiàn)先以風機為例加以說明。 采用優(yōu)利康變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。 由圖可以說明其節(jié)電原理： 圖中，曲線（1）為風機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風壓一風量（H―Q）特性，曲線（2） 為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。 假設(shè)風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風機轉(zhuǎn)速由n1降到 n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風量（Q―H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。 由流體力學可知，風量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進行調(diào)速，當風量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風機水泵的機械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風量或流量,在節(jié)能上是個有效的方法。 同理，水泵的節(jié)能原理由下圖說明： 許多用泵場合都需在維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從左圖可知：當流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚程將升至B工作點，其功率可用H2＊Q2來計算，對應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點功率Q1＊HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)能Q2＊H2－Q2＊HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運行，所需功率Q3＊H1，浪費能量為FCH1HT. 與風機節(jié)能原理相同水泵電機輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT 若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時 軸功率是額定值的34.3%,節(jié)能達65.7%,經(jīng)濟效益十分明顯。 下面舉例說明優(yōu)利康變頻器應(yīng)用在鍋爐采暖系統(tǒng)上的節(jié)能效果。 10T蒸汽鍋爐所用電機容量如下： 引風機：55KW 鼓風機：18.5KW 爐 排：1.5KW 給水泵：11KW （一用一備） 本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎(chǔ)上,同時達到節(jié)電、節(jié)煤以及環(huán)保的目的。 電機總?cè)萘?55+18.5+1.5+11=86KW 本鍋爐視為即供暖和供空調(diào)及24小時 供熱水的條件下每天工作24小時、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運行區(qū)的綜合節(jié)電率約在35%左右，由此： 一、每月節(jié)電總量=86KW×35%×24×30=21672度 按每度電以0.75元計算，則： 10T爐的節(jié)電資金：0.75×21672度 =16,254 元/每月 二、每月用煤量約為750噸，按5%節(jié)能率計算： 1、 每月節(jié)煤量：750T×5%=37.5噸 現(xiàn)按每噸煤280元計算 2、 每月節(jié)煤資金：280元×37.5噸=10,500元 每月節(jié)電節(jié)煤總額：16,254 +10,500=26,754元 安裝10T鍋爐的鼓、引風、給水、爐排變頻設(shè)備和安裝監(jiān)測儀表所需投入 220,000元 收回投資時間：220,000元÷26,754=8.22月。