一、概述

近幾年我國經濟持續高速發展，能源問題越來越成為行業發展的掣肘，并且隨著能源價格的快速上漲，國內市場的激烈競爭，節能成為許多行業發展面臨的主要問題，特別是一些能耗比較大的行業如石油、化工、制藥、冶金、制造、環保、市政等行業，據資料顯示我國高、低壓電動機總容量在3500MW以上，大部分為風機泵類負載，他們大多改造在高耗能、低效率狀態。

一般風機、水泵系統大多數是靠閥門來調節出水流量或壓力，擋板這種調節方式是以增加管網損耗，耗費大量能量源為代價的，因此，不可避免的造成電能的浪費，而且由于設計時，系統是按最大的負載來設計的，在實際運行當中，絕大部分時間系統是不可能運行在滿負荷狀態下，存在較大的富余，所以就存在較大的節能潛力。

采用變頻器控制裝置，通過改變風機轉速，從而改變風機風量適應生產工藝的需要，而且運行能耗最省，綜合效益最高。所以變頻器調速是高效的最佳調速方案，它可以實現風機的無級調速，并且可以方便地組成閉環控制系統、實現恒壓或恒流量的控制。

二、變頻改造的技能分析（以風機為例）

2.1 變頻調速節能原理

從流體力學的原理得知，使用感應電機驅動的風機，軸功率P與風量Q，風壓H的關系為：

P∝Q×H當電動機的轉速由n1變化到n2時，Q、H、P與轉速的關系如下：

(可見風量Q和電機的轉速n是成正比關系的，而所需的軸功率P與轉速的立方成正比關系。所以當需要80%的額定風量時，通過調節電機的轉速至額定轉速的80%，即調節頻率到40.00Hz即可，這時所需功率將僅為原來的51.2%。

如圖（1）所示，從風機的運行曲線圖來分析采用變頻器調速后的節能效果。

當所需風量從Q1到Q2時，如果采用調節風門的辦法，管網阻力將會增加，管網特性曲線上移，系統的運行供況點從A點變到新的運行工況點B點運行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比，如果采用調速控制方式，風機轉速由n1下降到n2,其管網特性并不發生改變，但風機的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至C點，此時所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比，從理論上分析，所節約的軸功率delt(P)與（H2-HB）×(C-B)的面積成正比。

考慮減速后效率下降和調速裝置的附件損耗，通過實踐的統計，風機類通過調速控制可節能達20%-50%。

2.2 變頻改造節能分析

改造前工頻運行功率計算公式P1=U×I×1.732×cosΦ，期中：

U------電機電壓，KV；

I-------電機電流，A；

P1-----單一負荷下工頻運行功率，KW;

cosΦ-----單一負荷下運行功率因數，小于額定功率因數。

C1=T×Σ（P1×δ）,期中：

T-------全年平均運行時間，h；

P1------單一負荷下的運行功率，KW;

δ------這種負荷下的全年運行時間比例；

C1-----改造前總耗電量，kw.h。

改造后變頻運行預計功率計算公式：

計算出P2是變頻改造后預計運行功率，η為變頻裝置的效率。

C2=T×Σ（P2×δ），期中：