風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速節(jié)能分析

節(jié)能降耗、增加效益是全社會(huì)應(yīng)為之努力的方向。我國(guó)的電動(dòng)機(jī)用電量占全國(guó)發(fā)電量的60％～70％，風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備年耗電量占全國(guó)電力消耗的1/3。應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的傳統(tǒng)方法是通過(guò)調(diào)節(jié)出口或入口的擋板、閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制給風(fēng)量和給水量，其輸出功率大量消耗在擋板、閥門(mén)地截流過(guò)程中。另外，由于在通常的設(shè)計(jì)中為了滿足峰值需求，水泵選型的裕量往往過(guò)大，也造成了不應(yīng)有的浪費(fèi)。根據(jù)風(fēng)機(jī)、水泵類的轉(zhuǎn)矩特性，采用變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)流量、風(fēng)量，將大大節(jié)約電能。下面就分析一下在風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載中使用變頻器所能達(dá)到的效果。
一，通過(guò)變頻調(diào)速達(dá)到的一次節(jié)能
下面以水泵為例來(lái)說(shuō)明，由圖1可以看到：
流量Q正比于轉(zhuǎn)速n
壓力H正比于n2
轉(zhuǎn)矩T正比于n2
功率P正比于n3

圖1 水泵流量、壓力、功率曲線 …

在普通的水泵流量控制中使用閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)，如圖2所示：

圖2 閥門(mén)控制水泵流量

管道阻力h與流量Q的關(guān)系為h正比于RQ2，其中R為阻力系數(shù)
電機(jī)在恒速運(yùn)行時(shí)，流量為100%情況下（工作點(diǎn)為 A），水泵軸功率相當(dāng)于Q1AH1O所包容的面積。
電機(jī)在恒速運(yùn)行時(shí)，采取調(diào)節(jié)閥門(mén)的辦法獲得70%的流量（工作點(diǎn)為 B），將導(dǎo)致管阻增大，水泵軸功率相當(dāng)于Q2BH2O所包容的面積，所以軸功率下降不大。
采用變頻調(diào)速控制流量時(shí)，由于管道特性沒(méi)有改變，水泵特性發(fā)生變化（工作點(diǎn)為 C），軸功率與Q2CH3O所包容的面積成正比。故其節(jié)能量與CBH2H3所包容的面積成正比，輸入功率大大減小。 如圖3所示：