行業(yè)概述
風(fēng)機，水泵是目前工業(yè)現(xiàn)場中應(yīng)用較多的設(shè)備，而且電機功率較大。在我國，電能最大的用戶是電機，約占總耗的70%。其中風(fēng)機，水泵耗電占全部電能的50%，在通常設(shè)計中，用戶配用電機的設(shè)計容量都要比世紀高出很多。也就是大馬拉小車現(xiàn)象，同時原風(fēng)機送風(fēng)系統(tǒng)控制大多數(shù)都是采用控制調(diào)風(fēng)閥門的開度來實現(xiàn)實現(xiàn)變風(fēng)量的控制，不管需要的風(fēng)量是大是小，風(fēng)機則都是以設(shè)計時的最高轉(zhuǎn)速運行，由于使用閥門調(diào)節(jié)開度來實現(xiàn)變風(fēng)量的控制，調(diào)節(jié)方式不方便，造成維護成本增加，系統(tǒng)不穩(wěn)定性，管網(wǎng)損耗增加，又浪費大量的電能，即“放風(fēng)就是放電”白白浪費掉，同時大電機在工頻狀態(tài)下頻繁開/停比較困難，對電網(wǎng)沖擊較大，勢必造成開/停機時的電流沖擊，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)工藝的需求，同時也降低了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊，提高了設(shè)備的功率因數(shù)，延長了機械系統(tǒng)的使用壽命，消除“水錘效應(yīng)”對管道的沖擊，提升了系統(tǒng)的可靠性，另外因為節(jié)電器強大的保護功能對設(shè)備起到了很好的保護作用，有效降低了設(shè)備的維護成本。近幾年，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，從實踐結(jié)果來看，風(fēng)機/水泵專用節(jié)電器得到了良好經(jīng)濟效應(yīng)與社會效應(yīng)，并且，也得到用戶的廣泛認同。


節(jié)能改造方案
1）水泵節(jié)能原理
由水泵的工作原理可知：水泵的流量與水泵(電機)的轉(zhuǎn)速成正比，水泵的揚程與水泵(電機)的轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵的軸功率等于流量與揚程的乘積，故水泵的軸功率與水泵的轉(zhuǎn)速的三次方成正比(即水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比)。根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。
流量基本公式：
Q∝N H∝N2 KW=Q*H∝N3
以上Q代表流量，N代表轉(zhuǎn)速，H代表揚程，KW代表軸功率
例如：將供電頻率由50Hz改為45Hz，則P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729 P50;
將供電頻率由50Hz改為40Hz，則P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512 P50.
水泵一般是按供水系統(tǒng)在設(shè)計時的最大功率需求來考慮的，而用水系統(tǒng)在實際使用中很多時間不一定能達到用水額最大量，一般用閥門調(diào)節(jié)增大系統(tǒng)的阻力來節(jié)流，造成電機用電損失，而采用節(jié)電器可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，通過改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)用水供應(yīng)，并可通過降低轉(zhuǎn)速節(jié)能收回投資，從下圖我們可以形象的看到三種流量控制方式的比較。

100KW三種流量控制方法的耗電實測比較表

2)系統(tǒng)原理圖

3)風(fēng)機節(jié)電原理
如圖示為風(fēng)機風(fēng)壓H-風(fēng)量Q曲線特性圖:
n1-代表風(fēng)機在額定轉(zhuǎn)速運行時的特性；
n2-代表風(fēng)機降速運行在n2轉(zhuǎn)速時的特性；
R1-代表風(fēng)機管路阻力最小時的阻力特性；
R2-代表風(fēng)機管阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。
風(fēng)機在管路特性曲線R1工作時，工況點為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時風(fēng)機所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小風(fēng)量到Q2，實際上通過增加管網(wǎng)管阻，使風(fēng)機的工作點移到R2上的B點，風(fēng)壓增大到H2，這時風(fēng)機所需的功率正比H2Q2的面積，即正比與BH20Q2的面積。顯然風(fēng)機所需的功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運行成本換取簡單控制方式。
若采用矢量節(jié)能控制，風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調(diào)速后風(fēng)機所需的功率正比于H2與Q2的乘積，即正比于CH30Q2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的，節(jié)電率可達21%-68%。

風(fēng)機節(jié)電原理如圖示為風(fēng)機風(fēng)壓H-風(fēng)量Q曲線特性圖

風(fēng)機水泵節(jié)能改造節(jié)電率：21-68%

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