变频器在风机水泵改造中的应用

1、引言

在各种工业用风机、水泵中，如锅炉鼓、引风机、深井、离心泵等，大部分是额定功率运行。风机流量的设计均以最大风量需求来设计，其调整方式采用档板、风门、回流、起停电机等方式控制，无法形成闭环控制，也很少考虑省电；水泵流量的设计同样为最大流量，压力的调控方式只能通过控制阀门的大小、电机的启停等方法。电气控制采用直接或Y△启动，不能改变电机的转速，无法具有软启动的功能，机械冲击大，传动系统寿命短，震动及噪声大，功率因数较低。

2、变频调速的节能意义

变频调速是近年来兴起的一门新技术，它是通过改变电源频率来实现速度的调节，因其具有调速平稳、瞬态稳定性高、节能等特性越来越被人们所重视。随着变频调速技术的不断成熟，变频调速装置在风机水泵设备上的应用也越来越广泛。

采用变频器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法。利用变频器内置PID调节软件，直接调节电动机的转速，保持恒定的水压、风压，从而满足系统要求的压力。由于变频器可实现大的电动机的软停、软起，避免了启动时的电压冲击，可减少电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗，设备运行工况得到明显改善，系统的安全可靠性和设备利用率得到提高，节能效果十分显著。?

3、风机水泵变频调速节能原理

通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n1，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。

Q2=Q1(n2／n1)

H2=H1(n2／n1)

P2=P1(n2／n1)

因而，理想情况下有如下关系：

由上表可见：当需求流量下降时，调节转速可以节约大量能源。例如：当电机在额定转速的80％运行时，理论上其消耗的功率为额定功率的(80％)，即 51．2％，去除机械损耗、电机铜、铁损等影响，节能效率也接近40％，同时也可以实现闭环恒压控制，节能效率将进一步提高。如采用传统的挡板、阀门方式调节，虽然也可相应降低能源消耗，但节约效果与变频相比，则有天壤之别。

4、HC-F/S系列风机水泵变频节能设备功能与特点

我公司生产的HC-F/S系列风机水泵变频节能设备具有以下技术特点：

采用汇川变频器控制电机的转速，取消挡板、阀门调节，降低了设备的故障率，节电效果显著。

实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿命，避免了对电网的冲击。

电机将在低于额定转速的状态下运行，减少了噪音对环境的影响。

具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能。

运转状态灵活多样，可手动控制也可完全实现自动控制，且可与设备其他自控装置进行电气连锁，实现设备的自动保护及计算机控制，不会因事故影响生产。

安装时可不破坏原有的配电设施及环境，不影响生产。

只需调节电位器旋钮即可调整流量，操作方便。

风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术，《中华人民共和国节约能源法》第39条就把它列为通用技术加以推广。实践证明，变频器用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果，是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期。直接和间接经济效益十分明显，设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全部收回。