風機水泵節能設備

　　變頻風機水泵節能控製（zhì）係統

　　在通（tōng）風或供水係統中，風機和水泵的功率都是根據最大流量來選擇的，但實際使用（yòng）中流量隨各種因素而變化（如季節、溫度、工藝、產量等等），往往比最大流量（liàng）小的多。要減少流量時，通常情況下隻能（néng）調節擋板或閥門（mén）的開度，即通過關小和開大閥門/擋板的開度來調節流量。閥門控製法的實質是通過改變（biàn）管網阻力大小來改變流量（liàng），而這種控製方式當所需流量減少時，壓力反（fǎn）而會增加，故軸功率的降低有限，此時，過剩的風機、水泵功（gōng）率將導致壓力增加造成（chéng）很大的能量損耗。

　　一、概述：眾所（suǒ）周知，風機是應（yīng）用量大、應用麵廣的通用性機械，與風機配（pèi）套用的（de）電機耗用電量約占全國總發電量的20%。因此在（zài）鼓風機、引風（fēng）機等風機類設備上，推廣節能技（jì）術，取代落（luò）後的檔風（fēng）板或閥門載流調節方式，使（shǐ）風機始（shǐ）終處於科學、經濟運行狀態，提高企業綜合（hé）經濟效益和（hé）社會效益，具（jù）有十分重要的意義。

　　傳統風機流量的設計均以最大風量需（xū）求來（lái）設計，其調整方式采用檔板（bǎn）、風門、回流、起停電機等方式控製（zhì），無法形成閉環回（huí）路（lù）控製，也較不考慮省電的觀（guān）念。電氣控製采用直接或Y-△起動，無法具（jù）有軟起（qǐ）動的功能，機（jī）械衝擊大，傳動係統壽命短，震動及噪（zào）音較大，需要的電源（yuán）容量大，功率因數較低等是其主要的問（wèn）題點。

　　從（cóng）流體力學原理得知（zhī），風機風量與轉速及電機功（gōng）率相關。當風量減少風機轉速下降（jiàng）時，其電動機輸入功率（lǜ）迅速降（jiàng）低。例如（rú）風量下降到80%時，轉速也下降到80%，其軸功率則（zé）下降到額定功率的51%；若風量下降到50%時，軸功率將下降到額定功（gōng）率20%。采用變頻（pín）調速，改變風機電動機的輸入頻率從而改變電動機、風機轉（zhuǎn）速，達到調（diào）節空氣流量的目的，既滿足生產工（gōng）藝變化的要求，又節省電能，是一（yī）舉多得的最（zuì）佳措施。

　　二（èr）、節電原理

　　任何利用交流感應電動機作為電力傳動方式的生產機械，電動機的功率是按最大負荷期額（é）定負荷（hé）選擇的。而工（gōng）作時絕（jué）大部分不能滿（mǎn）載（zǎi）運行，電動機（jī）工（gōng）作（zuò）於滿（mǎn）電壓、滿（mǎn）速度而負載很小，也會有很多時間空載運行，由電機設（shè）計和運行特性可以知道，電動機隻有（yǒu）運行在滿載時才是效率最高（gāo）、功率因數COS￠最佳狀況,輕載時（shí）降低，空載時甚至降（jiàng）到0.3以下，造成許多不必要的電能（néng）損耗。現在采用檢測負載（zǎi）大小的方法，根據負載的減（jiǎn）少，適當降（jiàng）低（dī）定子電壓可以提高效率，這是因為當輕載、空載時定子電（diàn）流有功分量很小，而主要是勵磁的無功電流，因此COS￠很低，而空載（zǎi）損耗中占主要成份的（de）是定子滿電壓的鐵損耗，一點沒有減少，所以效率（lǜ）很低。如果適當降低定子電壓，見電（diàn）機定子感應電勢（shì）公式（shì）：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其中: U1—定子每相繞組（zǔ）串聯匝數；KN1由於輕載、空載時定子（zǐ）電流很小，可以忽（hū）略定（dìng）子繞組的漏（lòu）阻抗壓降，所（suǒ）以U1≈E1，當其他條（tiáo）件不變時，降低定子電壓U1，則￠m比例下降,也即勵磁（cí）無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COS￠就提高了，適當控（kòng）製可以接近最佳值。另外，其他條件不變，定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2

　　其中：PFel—定子鐵耗；pFeIN —定子額定鐵耗；

　　UIN —定（dìng）子額定端電壓。

　　可以看（kàn）出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速（sù）下降（jiàng），這樣輕載、空（kōng）載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這就是輕載降壓節電的道理。

　　調速節能

　　根據可變速機械的相似定理（lǐ）：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其中：Q—流體的流量（liàng）；n—風機、泵的軸轉速；

　　M—軸轉矩（jǔ）；P—軸功率。

　　通常（cháng）需要改變負（fù）載時，是（shì）用檔板（bǎn）或閥門調節，這時輸入功率變化不大，大量（liàng）能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門（mén）上了，不僅能耗大而且檔板、閥門磨損易壞，噪聲也大。由（yóu）上麵公式可見，隻要改變（biàn）n，測流量Q成比例變化，達到調節Q的目的，而軸功率可大大減少，如Q＇=1/2，則P＇=1/8×P，軸上功率僅為（wéi）額定時的12.5%，還能節能（néng）（節電）80%以上，當然這是理想的，考其他因素，節能率要小些（xiē）。另外，即使對於許多“恒轉速”性質的機械，如活塞式（shì）空壓（yā）機等，用調（diào）速改變負載，也有明顯的節能效（xiào）果，這是因為降速後（如用變頻調速）電機和生產機（jī）械的多種損耗都隨（suí）轉速風速下降，效率都比機械方法有很大提高。

　　軟起動節能

　　通常感應電動機采用直接接入電網起動（dòng）的方（fāng）法，電動（dòng）機的起動電流為額定時（shí）的5~7倍不僅損耗大，對電（diàn）網衝擊也大，機械磨損，振動都大（dà），如果用變頻調速起動，可以將起動電流限製到很小，如果滿載起（qǐ）動，也隻要比額定（dìng）電流稍大就可以了，這樣起動損耗大大降低，既（jì）不衝擊電網，又不衝擊機（jī）械。

　　功率（lǜ）因數COS￠改善的好處（chù）

　　采用變頻調（diào）速，由於變頻器中（zhōng）有直流（liú）電容器的隔離作用，使輸入的（de）功率因數接近於電動機的勵磁無功電流由電容器（qì）提供，這樣可（kě）以節省很大的一塊電網容量，一般可節省（shěng）30%左右，所以很多大型企業（yè）中大容量設備進行變頻調速改造後，可以增加不少新設備（bèi）而不需擴容。

　　三、產品特（tè）點

　　* 節省電（diàn）能，降低能源消耗，節約生產成本，節電率達到20%以上。

　　* 提高電網功率因數，節省就地補償裝置，電網功率因（yīn）數可較大幅度的提高。

　　* 平（píng）滑啟動，消除啟動時的大電流衝擊，啟動（dòng）時電機電流可限製在其額定（dìng）電流的120%以內。

　　* 減輕電機軸承等運動部件的磨損程度，延長其使用壽命。

　　* 具有完善的保護（hù）和自保護功能保證設備安全運行。

　　* 設備故障率下降，可（kě）靠性提高，減少備品備件消耗，降低維修成本。

　　* 數（shù）碼智能（néng）控製，具有強大的自（zì）變功能，適時動態調節，自動適應負載工況的變化，無需人工調整。

　　* 市電、節電切換，風機、空（kōng）壓機、水泵智能控製節電器具有完善的市電、節電轉換功能，特殊情況下，節電調速器（qì）發生故障，可以切換到市電運行，不會影響設備的正常運行。

　　四、適用範圍

　　該產品廣泛用於工業、供暖鍋爐、水泥廠爐窯、煤礦、冶金行業高爐、轉（zhuǎn）爐、化肥廠、製藥廠、汙水處理廠、油田、石油化工廠（chǎng）、紡織機械、自來水供水公司及空（kōng）壓機和中央空調等行業、企業和場合的離心式風機、軸流風機（jī）、蘿茨風機、空氣壓（yā）縮機、離心泵、潛水泵、循（xún）環泵、潛水泵、輸油泵、高壓注水泵等設備的變頻調速及流量、流速和壓力調節控製等。