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摘要：随着工业生产对风机水泵调速性能要求的不断提高，传统风机水泵主要采用三相交流电固定转速，从启动到正常运转后一直是保持一个转速，不能根据不同需求而改变转速，极大的浪费了电能，本文则主要介绍现代交流变频器应用于风机水泵的知识与问题，从而解决了不同场合根据不同需求改变转速，从而节约了能源。
关键字：变频器 风机水泵 节能
一、变频器工作原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交一直一交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓、冲无功功率。
二、变频器调速原理
我们知道，交流电动机的同步转速表达式为：n=60 f（1-s）/p （1）
式中
n---异步电动机的转速;
f---异步电动机的频率;
s---一电动机转差率;
p---电动机极对数。
由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
三、变频器在风机水泵中的节能计算
当负荷变化时，调节带动风机水泵的电动机，转速随之变化，可降低功耗，节约电能。由流体力学理论可知，风机风量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比，即
因此，当系统工艺流程需调节时，调节转速下降可使功率降低很多。例如，当调节量与转速均下降到80%时，功率将降低到额定功率的51%;当调节量与转速均下降到60%时，功率将降低到额定功率的21%。
四、风机水泵变频调速的节电原理
如图示为离心风机水泵的风压、（水压）H -风量流量）Q曲线特性图。
nl-代表风机水泵在额定转速运行时的特性;
n2 -代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性;
R1-代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性;
R2 -代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。
1、风机水泵在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1. H1，此时风机水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AHIOQ1的面积。由于工艺要求需减小风量（流量）到Q2，实际上通过增加管网管阻，使风机水泵.的工作点移到R2上的B点，风压（水压）增大到H2，这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积，即近比于BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。
若采用变频调速，风机水泵转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压.力由H1降到H3，这时变频调速后风机（水泵）所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少明显的。
2、风机水泵节能的计算
风机水泵流量变化量，如前所述，采用变频调速是节电之有效的措施。根据B- 12497对电机经济济运行管理的规定有如下的计算公式。
采用档板调节流量对应电动机输入功率PIV与流量Q的关系为：
PIV≈0. 45 +0 55（Q/QN）2）Ple （1）
式中： Ple-额定流量时电动机输入功率（kW ）。
QN-额定流量
3应用实例
2#水泵1250KW，电机4极、实际用为0.6～0.7，为变频器驱动，估算节电率。
所需的轴功率为803kW，变频器调速器调节电率为0. 6。年节电量，每年按365天计算。
24 *365 *803 *60% = 4223196kW h
≈422万kW h）
年节电费（电价取0.3元/kWh） 0. 3 *4223196 =126万元
通过以上分析可以看出，风机水泵采用变频器调速后，节电效果是明显的，此外，机械的转速降低后，机械的磨损减少，使用寿命延长了，间接经济效益也很可观。
五、结束语
变频器控制技术用于风机水泵控制可以达到显著的节电效果，变频器应用于风机水泵控制已经成为當今节能控制的主流产品。使用变频技术既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期。变频器控制系统卓越的调速性能，不仅改善了现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长了设备使用寿命，在节能方面也取得了显著的效果，通过变频改进后每年节约电费金额十分可观。
参考文献：
（1）变频器原理及应用 作者：徐海、施利春、孙佃升清华大学出版社出版
（2）高职高专机电-体化专业规划教材 编者：王照清出版社：中国劳动社会保障出版社出版
李辉 1984.05 男 甘肃兰州 本科 电气自动化
赵梦诗 1994.02 女 汉 甘肃兰州 本科 电气自动化
关键字：变频器 风机水泵 节能
一、变频器工作原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交一直一交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓、冲无功功率。
二、变频器调速原理
我们知道，交流电动机的同步转速表达式为：n=60 f（1-s）/p （1）
式中
n---异步电动机的转速;
f---异步电动机的频率;
s---一电动机转差率;
p---电动机极对数。
由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
三、变频器在风机水泵中的节能计算
当负荷变化时，调节带动风机水泵的电动机，转速随之变化，可降低功耗，节约电能。由流体力学理论可知，风机风量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比，即
因此，当系统工艺流程需调节时，调节转速下降可使功率降低很多。例如，当调节量与转速均下降到80%时，功率将降低到额定功率的51%;当调节量与转速均下降到60%时，功率将降低到额定功率的21%。
四、风机水泵变频调速的节电原理
如图示为离心风机水泵的风压、（水压）H -风量流量）Q曲线特性图。
nl-代表风机水泵在额定转速运行时的特性;
n2 -代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性;
R1-代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性;
R2 -代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。
1、风机水泵在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1. H1，此时风机水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AHIOQ1的面积。由于工艺要求需减小风量（流量）到Q2，实际上通过增加管网管阻，使风机水泵.的工作点移到R2上的B点，风压（水压）增大到H2，这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积，即近比于BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。
若采用变频调速，风机水泵转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压.力由H1降到H3，这时变频调速后风机（水泵）所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少明显的。
2、风机水泵节能的计算
风机水泵流量变化量，如前所述，采用变频调速是节电之有效的措施。根据B- 12497对电机经济济运行管理的规定有如下的计算公式。
采用档板调节流量对应电动机输入功率PIV与流量Q的关系为：
PIV≈0. 45 +0 55（Q/QN）2）Ple （1）
式中： Ple-额定流量时电动机输入功率（kW ）。
QN-额定流量
3应用实例
2#水泵1250KW，电机4极、实际用为0.6～0.7，为变频器驱动，估算节电率。
所需的轴功率为803kW，变频器调速器调节电率为0. 6。年节电量，每年按365天计算。
24 *365 *803 *60% = 4223196kW h
≈422万kW h）
年节电费（电价取0.3元/kWh） 0. 3 *4223196 =126万元
通过以上分析可以看出，风机水泵采用变频器调速后，节电效果是明显的，此外，机械的转速降低后，机械的磨损减少，使用寿命延长了，间接经济效益也很可观。
五、结束语
变频器控制技术用于风机水泵控制可以达到显著的节电效果，变频器应用于风机水泵控制已经成为當今节能控制的主流产品。使用变频技术既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期。变频器控制系统卓越的调速性能，不仅改善了现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长了设备使用寿命，在节能方面也取得了显著的效果，通过变频改进后每年节约电费金额十分可观。
参考文献：
（1）变频器原理及应用 作者：徐海、施利春、孙佃升清华大学出版社出版
（2）高职高专机电-体化专业规划教材 编者：王照清出版社：中国劳动社会保障出版社出版
李辉 1984.05 男 甘肃兰州 本科 电气自动化
赵梦诗 1994.02 女 汉 甘肃兰州 本科 电气自动化