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淺析風(fēng)機變頻節能改造的相關(guān)計算公式

近幾年來(lái)，隨著(zhù)電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著(zhù)一場(chǎng)歷史革命，即交流調速取代直流調速和計算機數字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調速技術(shù)是當今節電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。以上海正藝科技對上海嘉定區某風(fēng)機進(jìn)行變頻節能改造的工程案例為例，計算變頻節能的效果。上海正藝科技的變頻調速以其優(yōu)異的調速和起動(dòng)、制動(dòng)性能，率、高功率因數和節電效果，其廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內外*為zui有發(fā)展前途的調速方式。 
 
對于風(fēng)機變轉矩負載特性實(shí)施變頻調速控制在原理上屬于減少流體（空氣、液體等）動(dòng)力節電方法，是一種較好的、被廣泛采用的節電方法。無(wú)數實(shí)例業(yè)已證明，它比通常所采用的風(fēng)門(mén)或擋板調節方式有著(zhù)顯著(zhù)的節電效果。下面通過(guò)圖1（流量Q與揚程H及軸功率P的關(guān)系曲線(xiàn)圖）來(lái)說(shuō)明風(fēng)機、水泵變頻調速節電原理。 對于風(fēng)機、泵類(lèi)負載，流量與轉速成正比：Q 1/Q2→η1/η2 , 揚程與轉速的平方成正比：H 1/H2→（η1/η2）2 ，而電機的軸功率與轉速的立方成正比：H 1/H2→（η1/η2）3 。因此，采用變頻技術(shù)調節不同流量時(shí)消耗的功率為：P變=n3Ped= Q3Ped(公式1) 
 
在采用閥門(mén)或擋板控制流量時(shí)，電機在額定轉速下定速運轉，在不同流量時(shí)電機消耗的功率為： 
 
P閥=（0.4+0.6Q）Ped(公式2) 
 
其中，Ped為閥門(mén)或擋板全開(kāi)狀態(tài)下，電機以額定轉速運行時(shí)消耗的功率，Q為流量的相對值。從（1）式和（2）式可以看出，當流量Q變?yōu)轭~定流量的50%時(shí)，采用變頻調速時(shí)消耗的功率為： 
 
P變=n3Ped= Q3Ped=0.53 Ped =0.125 Ped(結論1) 
 
采用閥門(mén)或擋板控制流量時(shí)，消耗的功率為： 
 
P閥=（0.4+0.6Q）Ped=（0.4+0.6×0.5）Ped =0.7 Ped(結論2) 
 
所以，兩種方式的節電率為：（0.7-0.125）/0.7≈82%(結論3) 
 
在實(shí)際情況下，使用變頻調速技術(shù)后節約能耗多少的、性的前期計算具有一定的難度，它不僅與負荷的變化波動(dòng)分布規律等密切相關(guān)（與時(shí)間相關(guān)的函數），而且，還與電機、水泵等在不同工作點(diǎn)的效率特性、管網(wǎng)特性等相關(guān)。然而，我們可以通過(guò)以上方式對改造項目進(jìn)行能耗節約估算，以獲取投資收益前期估算。