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[摘 要]随着市场经济迅速发展竞争越来越激烈，节能降耗成为企业削减成本、提高效益的重要途径，而应用变频器更是工业生产领域节能的重要举措。本文对变频器调速技术应用实践进行了阐述。
[关键词]节能；变频器；调速
中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0354-01
引言
在工业生产领域，风机和泵类的设施得到了广泛应用，同时也增加了企业成本支出，造成了大量电能损耗和节流损失，在市场竞争日趋激烈的前提下，节能降耗成为了工业企业节约成本、提升产品质量的有效途径。
1 变频器调速技术的应用
为了适应工业自动化和节能减排的形势，变频器调速技术得到快速发展，改变了电动机定速运行的传统方式，确保了电动机和荷载设施能够不用做出改动而实现转速满足生产需求，并且实现了电动系统的安全、高效运转，节约了电能消耗。变频调速技术应用广泛，尤其是电力、石化、冶金、造纸等工业领域。
2 变频器调速技术概述
风机通常是运用到锅炉、烘干、冷却、通风等设施，控制和调节风向、风速、温度、热量等指标，以满足工业产品的生产制造需求，主要对控制对象进行风门和挡板开合进行调节把握。不论工业生产规模，风机始终要高速运行，所以在风门和挡板的调节中浪费了很多电能，在机器设备的运转中消耗了很多动能，加大了企业的成本支出，减少了机器设备的使用年限，增加了设施的检修维护费用。另一方面，诸如齿轮泵、柱塞泵、离心泵等泵类设施也在水泵站、储水站、换热站等工业生产环节得到了应用，并且通过对各种阀门的节流调节来控制流量、压力和水位等数据，满足工业生产的多方需要。这也使得很多能源白白地消耗尽失，很多管道、阀门等设施的密闭效果遭到了损坏，尤其是使得泵腔和阀门等设施增加了破损的几率，制约了工业生产的正常进行。由于风机和泵类等设施大多通过电动机的直驱来实现运转，启动的时候需要很大的电流量，而且电气设备的防护性能不是很好，不但降低了机器设备的使用年限，同时一旦负载部位发生了故障，很难及时进行设备保护，经常会造成电机的损毁情况。
所以，基于上述原因，为了适应工业生产发展的客观实际，满足节能减排的目标要求，同时也由于变频器调速技术操作简便、无需维护、调节精确和功能显著等优势，日趋得到了广泛的应用。
变频器调速技术主要是应用了电动机转动速率和电源传输频率的比例联系，用公式表示为：n=60f（1-s）/p，其中n代表的是电动机的转动速率，f代表的是电源的传输频率，s代表的是电动机的电动机转差的频率，p代表的是磁极的对数。电动机转动速率的形成是经由电动机电源频率所实现的。而根据上面的工作原理，通过对电源实现交流、直流和交流之间的充分转换，满足了变频器调速的目标需求。
3 变频器调速的节能应用
3.1 节能原理的分析
按照流体力学原理，风机和泵类设施都是平方转矩的荷载系统，电动机转动速率n、流量Q、压力H和概率P之间的联系，可用这样的公式表示：Q∝n，H∝n？，P∝n？；也就是说，Q和n是正比例的关系，H和n的平方是正比例的关系，P和n的立方是正比例的关系。
下面通过水泵水泵的实例进行分析，水泵进口和管道出口的压力差异是H0，电动机的额定转动速率是n0，当阀门全部打开的时候，管道阻值系数是r0，固定工况时相应的压力取值是H1，管道出口的水流数量是Q1。机器设备实际运行的时候，一般是利用水泵额定速率对管道出口的水流数量进行调节，水流数量由Q1降低一半到Q2的时候，阀门开合系数降低，管道阻值从r0变成了r1，由于节流功能的影响，压力系数从H1变成了H2。这样，传动轴的实际功率就可以表述为：P=Q·H/（ηc·ηb）×10-3，公式中P代表的是功率，Q代表的是水流的数量，H代表的是水的压力，ηc代表的是水泵的运行功效，ηb代表的是传动设施的功率。假定水泵运转的效率总值（ηc·ηb）是1，那么水泵工况变动的时候，电动机节约的功率消耗就是AQ1OH1和BQ2OH2形成的面积之差。假定通过速率调节的方法使水泵转动的速率n适当改变，水流数量由Q1降低一半到Q2的时候，水泵管道的阻值是相同的曲线系数r0，水泵运转就会更为科学。这样在方面全部打开的时候，假设只考虑管道的阻值，水泵运行的时候更加符合水流数量的实际需要，也就大大地减少了电能的消耗。这时电动机节约的功率就是AQ1OH1和CQ2OH3的面积之差。这也就表明，对水泵转动速率进行调节是比较科学、高效的节能手段。而且，调整阀门的开度使得压力的数值得到了提高，会损坏阀门和管道的密闭效果，但是对转动速率进行调整，使得压力得到了减小，不会影响电动设备的正常运转。水流数量减小到一半的时候，控制调整转动速率与阀门开度相比，能源消耗的节约率会大大超过75%，这也说明变频调速技术对能耗的节约非常有利。
3.2 节能指标的测算
通过变频器调速实现节能目标，一般可以用下面的公式进行测算。
一是基于风机、泵类等设备运行状态下的流量和荷载的联系曲线，以及设备运转的负荷状况，对节能指标进行测算。
笔者试通过IS150-125-400机型的离心泵来进行测算，假设额定流量为每小时200.16立方米，扬程为50米，电动机型号是Y225M-4，额定的功率为45千焦。水泵运转是白天黑夜均不停歇，其中11个小时的运转荷载是90%，13个小时是50%，1年将持续运转300天。
这样一年的电能节约情况，可以通过下面的公式计算：
W1=45×11（100%-69%）×300=46035（千焦）
W2=45×13×（95%-20%）×300 =131625（千焦）
W=W1+W2=46035+131625=177660（千焦）
如果1度电是0.5元，那么1年就能够节省电费8.883万元。
二是基于风机、泵类等设备平方转矩的荷载系数来进行电能节约的测算。用公式可以表述为：P / P0=（n / n0）3，其中P代表的是真的速率n的功率数值，P0代表的是额定转动速率n0的功率数值。
通过工业燃烧锅炉中运用的22千焦的风机来进行说明。假定风机也是白天黑夜持续工作，11个小时的运转荷载是90%，13个小时是50%，1年的运转周期也是300天，那么运用变频器进行调速控制可以节约的电能是：
W1=22×11×[1-（46/50）3]×300=16067（千焦）
W2=22×13×[1-（20/50）3]×300=80309（千焦）
Wb=W1+W2=16067+80309=96376（千焦）
调节风机挡板开合程度，可以节约的电能是：
W1=22×（1-98%）×11×300=1452（千焦）
W2=22×（1-70%）×11×300=21780（千焦）
Wd=W1+W2=1452+21780=23232（千焦）
这样，Wb与Wd的差值是73144千焦，如果1度电也是0.5元，那么通过变频器调速能够节省的电费就是3.657万元，可见更为科学。？
总结
通过对风机、泵类设施变频器调速节能效果的分析、测算，可以看出变频调速节能技术不仅有效地改善了设施运行的工作效率，还符合工业生产的实际需求，极大地降低了设备检修、维护等各项费用支出，也避免了机器停产维修情况的发生，给工业企业带来的经济和社会效益非常明显，相信随着经济社会的快速发展和市场经济的日益完善，变频器调速在节能领域将迎来更为广阔的利用空间。
参考文献
[1]首善良.浅析变频器调速在节能领域的应用[J].科技风.2011（10）：10-15
[关键词]节能；变频器；调速
中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0354-01
引言
在工业生产领域，风机和泵类的设施得到了广泛应用，同时也增加了企业成本支出，造成了大量电能损耗和节流损失，在市场竞争日趋激烈的前提下，节能降耗成为了工业企业节约成本、提升产品质量的有效途径。
1 变频器调速技术的应用
为了适应工业自动化和节能减排的形势，变频器调速技术得到快速发展，改变了电动机定速运行的传统方式，确保了电动机和荷载设施能够不用做出改动而实现转速满足生产需求，并且实现了电动系统的安全、高效运转，节约了电能消耗。变频调速技术应用广泛，尤其是电力、石化、冶金、造纸等工业领域。
2 变频器调速技术概述
风机通常是运用到锅炉、烘干、冷却、通风等设施，控制和调节风向、风速、温度、热量等指标，以满足工业产品的生产制造需求，主要对控制对象进行风门和挡板开合进行调节把握。不论工业生产规模，风机始终要高速运行，所以在风门和挡板的调节中浪费了很多电能，在机器设备的运转中消耗了很多动能，加大了企业的成本支出，减少了机器设备的使用年限，增加了设施的检修维护费用。另一方面，诸如齿轮泵、柱塞泵、离心泵等泵类设施也在水泵站、储水站、换热站等工业生产环节得到了应用，并且通过对各种阀门的节流调节来控制流量、压力和水位等数据，满足工业生产的多方需要。这也使得很多能源白白地消耗尽失，很多管道、阀门等设施的密闭效果遭到了损坏，尤其是使得泵腔和阀门等设施增加了破损的几率，制约了工业生产的正常进行。由于风机和泵类等设施大多通过电动机的直驱来实现运转，启动的时候需要很大的电流量，而且电气设备的防护性能不是很好，不但降低了机器设备的使用年限，同时一旦负载部位发生了故障，很难及时进行设备保护，经常会造成电机的损毁情况。
所以，基于上述原因，为了适应工业生产发展的客观实际，满足节能减排的目标要求，同时也由于变频器调速技术操作简便、无需维护、调节精确和功能显著等优势，日趋得到了广泛的应用。
变频器调速技术主要是应用了电动机转动速率和电源传输频率的比例联系，用公式表示为：n=60f（1-s）/p，其中n代表的是电动机的转动速率，f代表的是电源的传输频率，s代表的是电动机的电动机转差的频率，p代表的是磁极的对数。电动机转动速率的形成是经由电动机电源频率所实现的。而根据上面的工作原理，通过对电源实现交流、直流和交流之间的充分转换，满足了变频器调速的目标需求。
3 变频器调速的节能应用
3.1 节能原理的分析
按照流体力学原理，风机和泵类设施都是平方转矩的荷载系统，电动机转动速率n、流量Q、压力H和概率P之间的联系，可用这样的公式表示：Q∝n，H∝n？，P∝n？；也就是说，Q和n是正比例的关系，H和n的平方是正比例的关系，P和n的立方是正比例的关系。
下面通过水泵水泵的实例进行分析，水泵进口和管道出口的压力差异是H0，电动机的额定转动速率是n0，当阀门全部打开的时候，管道阻值系数是r0，固定工况时相应的压力取值是H1，管道出口的水流数量是Q1。机器设备实际运行的时候，一般是利用水泵额定速率对管道出口的水流数量进行调节，水流数量由Q1降低一半到Q2的时候，阀门开合系数降低，管道阻值从r0变成了r1，由于节流功能的影响，压力系数从H1变成了H2。这样，传动轴的实际功率就可以表述为：P=Q·H/（ηc·ηb）×10-3，公式中P代表的是功率，Q代表的是水流的数量，H代表的是水的压力，ηc代表的是水泵的运行功效，ηb代表的是传动设施的功率。假定水泵运转的效率总值（ηc·ηb）是1，那么水泵工况变动的时候，电动机节约的功率消耗就是AQ1OH1和BQ2OH2形成的面积之差。假定通过速率调节的方法使水泵转动的速率n适当改变，水流数量由Q1降低一半到Q2的时候，水泵管道的阻值是相同的曲线系数r0，水泵运转就会更为科学。这样在方面全部打开的时候，假设只考虑管道的阻值，水泵运行的时候更加符合水流数量的实际需要，也就大大地减少了电能的消耗。这时电动机节约的功率就是AQ1OH1和CQ2OH3的面积之差。这也就表明，对水泵转动速率进行调节是比较科学、高效的节能手段。而且，调整阀门的开度使得压力的数值得到了提高，会损坏阀门和管道的密闭效果，但是对转动速率进行调整，使得压力得到了减小，不会影响电动设备的正常运转。水流数量减小到一半的时候，控制调整转动速率与阀门开度相比，能源消耗的节约率会大大超过75%，这也说明变频调速技术对能耗的节约非常有利。
3.2 节能指标的测算
通过变频器调速实现节能目标，一般可以用下面的公式进行测算。
一是基于风机、泵类等设备运行状态下的流量和荷载的联系曲线，以及设备运转的负荷状况，对节能指标进行测算。
笔者试通过IS150-125-400机型的离心泵来进行测算，假设额定流量为每小时200.16立方米，扬程为50米，电动机型号是Y225M-4，额定的功率为45千焦。水泵运转是白天黑夜均不停歇，其中11个小时的运转荷载是90%，13个小时是50%，1年将持续运转300天。
这样一年的电能节约情况，可以通过下面的公式计算：
W1=45×11（100%-69%）×300=46035（千焦）
W2=45×13×（95%-20%）×300 =131625（千焦）
W=W1+W2=46035+131625=177660（千焦）
如果1度电是0.5元，那么1年就能够节省电费8.883万元。
二是基于风机、泵类等设备平方转矩的荷载系数来进行电能节约的测算。用公式可以表述为：P / P0=（n / n0）3，其中P代表的是真的速率n的功率数值，P0代表的是额定转动速率n0的功率数值。
通过工业燃烧锅炉中运用的22千焦的风机来进行说明。假定风机也是白天黑夜持续工作，11个小时的运转荷载是90%，13个小时是50%，1年的运转周期也是300天，那么运用变频器进行调速控制可以节约的电能是：
W1=22×11×[1-（46/50）3]×300=16067（千焦）
W2=22×13×[1-（20/50）3]×300=80309（千焦）
Wb=W1+W2=16067+80309=96376（千焦）
调节风机挡板开合程度，可以节约的电能是：
W1=22×（1-98%）×11×300=1452（千焦）
W2=22×（1-70%）×11×300=21780（千焦）
Wd=W1+W2=1452+21780=23232（千焦）
这样，Wb与Wd的差值是73144千焦，如果1度电也是0.5元，那么通过变频器调速能够节省的电费就是3.657万元，可见更为科学。？
总结
通过对风机、泵类设施变频器调速节能效果的分析、测算，可以看出变频调速节能技术不仅有效地改善了设施运行的工作效率，还符合工业生产的实际需求，极大地降低了设备检修、维护等各项费用支出，也避免了机器停产维修情况的发生，给工业企业带来的经济和社会效益非常明显，相信随着经济社会的快速发展和市场经济的日益完善，变频器调速在节能领域将迎来更为广阔的利用空间。
参考文献
[1]首善良.浅析变频器调速在节能领域的应用[J].科技风.2011（10）：10-15