風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)電動(dòng)機(jī)在不同調(diào)節(jié)方式下的功率損耗和節(jié)電效果差異很大。以在80%額定流量下，不同調(diào)節(jié)方式的耗電率和節(jié)電率見(jiàn)2.2不同調(diào)節(jié)方式的耗電率和節(jié)電率比較%對(duì)于流量調(diào)節(jié)，無(wú)論是出口閥調(diào)節(jié)還是入口閥調(diào)節(jié)，都會(huì)使大量流量消耗在截流過(guò)程中，對(duì)管道和閥門(mén)均會(huì)造成較大的沖擊，調(diào)節(jié)的線性度差，風(fēng)機(jī)易發(fā)生喘振，且電動(dòng)執(zhí)行器故障率高，不適宜頻繁調(diào)節(jié)，構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)難度大；采用液力耦合器調(diào)節(jié)，盡管流量變化平滑，但液力耦合器體積大，調(diào)節(jié)范圍窄，節(jié)電效果不明顯，且油系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜。

　　由流體力學(xué)原理知：流量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速n2成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速n 3成正比，即：

　　Q / Qe= n / ne， H / He= （ n/ ne）2， P/ Pe= （ n / ne）3（ 1）式中： Q、H、P和n給定工況下的流量、壓力、軸功率和轉(zhuǎn)速；Q e、H e、P e和n e額定工況下的流量、壓力、軸功率和轉(zhuǎn)速。

　　電機(jī)轉(zhuǎn)速的基本公式：

　　n = 60f / p （1- s）（ 2）式中： f電機(jī)定子頻率；p電機(jī)的極對(duì)數(shù)，為常數(shù)；s電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。

　　從式（ 2）中不難看出，變頻調(diào)速就是均勻地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子頻率f ，從而平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、平滑性高、機(jī)械特性硬等優(yōu)點(diǎn)，因此成為當(dāng)前最主要的調(diào)速方式。

　　由公式（ 1）推出當(dāng)電動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速n下，其節(jié)約的電量為：

　　Wn= < 1- （ n / ne）3> PeT（ 3）式中： W n節(jié)約的電量， kW h；t電動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速n下的運(yùn)行時(shí)間， h.

　　由式（ 3）不難看出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n大幅度下降時(shí)，其節(jié)電效果非常明顯。

　　中小功率電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速節(jié)電已得到大家的認(rèn)可，但節(jié)電效果有限。大功率的風(fēng)機(jī)、水泵盡管數(shù)量少，但功率大，約占風(fēng)機(jī)、水泵總功率的50% 60%，節(jié)電潛力巨大。

　　大功率變頻器及變頻調(diào)速方案

　　我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)定義：高壓是指電壓等級(jí)為66 kV以上的供電電壓，低壓是指電壓等級(jí)為1 kV以下的配電電壓，中壓是指電壓等級(jí)為1 35 kV的配電電壓，中壓變頻器是指輸入/輸出電壓為1 10 kV的變頻器。

　　目前較為推崇的多重、多級(jí)串聯(lián)式中壓變頻器，是利用移相變壓器得到多級(jí)低壓工頻電壓，分別整流、濾波、逆變、串聯(lián)后，再將各相中性點(diǎn)相連，以三相變頻電源向電動(dòng)機(jī)供電。各功率單元參數(shù)相同，耐壓均為690 V，采用摸塊化結(jié)構(gòu)，易于更換。各功率單元通過(guò)采用多級(jí)低壓IGBT的PWM式脈寬調(diào)制技術(shù)，使總輸出的正弦波近乎基波。

　　目前的變頻調(diào)速方案有以下幾種：

　　（ 1）低低方案。電動(dòng)機(jī)功率200 kW，采用低壓變頻器直接向380 V電動(dòng)機(jī)供電，這也是目前最為普遍且應(yīng)用最廣泛的調(diào)速方案。

　　（ 2）高低低方案。200 kW電動(dòng)機(jī)功率800 kW，電動(dòng)機(jī)電壓選定為380 660 V，通過(guò)降壓變壓器低壓變頻器，向電動(dòng)機(jī)提供變頻電源。

　　此方案性能優(yōu)越，低壓變頻器技術(shù)成熟，變頻器選擇余地大，相對(duì)投資少，但若采用工頻電源直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，需受供電系統(tǒng)容量和配電變壓器容量的限制。

　　（ 3）高低高方案。800 kW電動(dòng)機(jī)功率1 500 kW，電動(dòng)機(jī)電壓選定為6 kV或10 kV，利用降壓變壓器將系統(tǒng)電壓降為600 V或460 V，通過(guò)低壓電流源型變頻器變頻后，再用升壓變壓器將電壓升為6 kV或10 kV，向電動(dòng)機(jī)提供變頻電源。

　　此方案價(jià)格適中，調(diào)速平穩(wěn)，但增加了降/升壓變壓器后，使整個(gè)回路效率降低，且升壓變壓器由于有諧波電流通過(guò)，溫升會(huì)大幅度提高。