风机变频节能计算
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要：本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用，阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词：变频器；风机、水泵；节能；0.前言我国的电动机用电量占全国发电量的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。
造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量，应用变频器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果风机、水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2.2 功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
节能原理及节能计算
节能原理及计算方法一、节能原理风机和水泵，前者工作介质为液体，均属于流体机械设备。
下面以风机为例说明它们的工作特性。
特别是离心式风机及水泵，工作特性基本相同。
以下就以风机为例说明他们的调速工作原理。
风机的工作特性图如下：风机的工作特性图由上图可以看出，风机工作的位置，即风机的风量是由风机特性曲线（风压特性）和管网特性曲线（风阻特性）决定的，无论是改变风机的特性曲线，或者是改变管网特性曲线，都可以达到改变风量的目的。
图中：风机特性曲线 HA =kQ12K——风机特性系数；管网特性曲线 HA =Hc-λQ12λ——管网特性系数。
（一）工频工作方式工频工作方式是指泵的特性曲线保持不变，而改变管网特性曲线。
通常采取的方式是保持风机的特性曲线不变，即不改变风机的转速，而用调节挡板改变出风口的大小，达到改变风量的目的。
如下图所示：工频工作方式时风机的工作特性图从图中可以看出，风机工作在A点时，风量为Q1，风压为H1。
保持风机的转速不变，用挡板将风量调节为Q2时，风压将上升到H2，风机工作点变为B点。
由于挡板的节流作用，风道的阻力曲线变为OB。
风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
虽然Q2<Q1，但H3>H1，所以PA与为PB的值变化不大，说明采用工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小有限。
（二）变频工作方式变频工作方式是指管网特性曲线保持不变，而改变风机的特性曲线。
通常采取的方式是保持管网特性曲线不变，即不改变风机出口的大小，而改变风机的特性曲线，即改变风机的转速，达到改变风量的目的。
如下图所示：风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
Q 2<Q1，而且 H2>H1，所以PA与为PB的值变化较大，说明采用变工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小很大，节能效果显著。
风机变频节能计算 PPT
计算范例--风门控制
风门控制总能耗 = 75KW(85%流量）*91%*4000小时+
75KW(60%流量）*76%*4000小时 = 273,000+228,000千瓦时 = 501,000千瓦时
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
计算范例--变频调速
使用变频器调节风机转速时电动机的耗电量 = 75KW*(85%流量）*61%*4000小时+
75KW*(60%流量）*22%*4000小时 = 183,000+66,000 = 249,000千瓦时
计算范例--节能效果
年节能千瓦时 = 501,000-249,000 = 252,000
年节约电费 = 252,000*0.65=163,800元 （电费按 0.65元/小时计算）
变频调速最节能
1.0 电 动 机 输 出0.50 功 率
P1 1 2 P2
4 3 P3
(pu)
0 风量Q(pu) 0.5
1.0
计算范例--命题
某风机由一台75KW电动机拖动，原由风门控制风 量。昼夜运行，每年运行时间约8000小时，其 中4000小时需风量85%，另4000小时需风量60% 。现进行节能改造，即将所有风门全开，由变 频器调节电机和风机的转速，从而调节风量。 取得的节能效果计算如下：
随着转速的降低，能耗大大降低
0.50
转速调节通过变频器实现
连续精确地调速，可精确地控制风量
R
送风阻 抗曲线
0 风量Q(pu) 0.5Q2 Q1 1.0
风量、压力、转速、转矩之间的关系
Q=C1*n p=C2*T=C3*n2 P=T*n=C4*n3
Q---风量 p---压力 n---转速 T---转矩 P---轴功率
变频器节能效率计算完整版
变频器节能效率计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]概述在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。
与实际的工况存在较大的可调整空间。
在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。
同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。
1变频调速原理三相异步电动机转速公式为:60fn=式中：n-电动机转速，r/min；f-电源频率，Hz；p-电动机对数s-转差率,从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。
变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
变频工作原理异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz 。
电机定子绕组内部感应电动势为U 1≈U 1=4.44U 1UU 11式中U 1-定子绕组感应电动势，V ；1-气隙磁通，Wb ； U -定子每相绕组匝数；U 1-基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率U 1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成1增大。
由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U 1=U U ，U 1=U U 时，电动机主磁路接近饱和，增大1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。
若在降低频率的同时降低电压使U 1U 1⁄保持不变则可保持1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。
这种方式称为恒磁通控制方式。
此时电动机转矩为T =U 1UU 12π(U 2U +UU 22U 2)(U 1U 1)2式中T -电动机转矩，；U 1—电源极对数；U—磁极对数；U—转差率；U2—转子电阻；U2—转子电抗；由于转差率U较小，(U2U⁄)2U22则有T≈U1UU12πU2U(U11)2=UU1U其中U=U1U2πU2(U1 U1)2由此可知：若频率U1保持不变则T∝s；若转矩T不变则s∝1U1⁄；常数由此可知：保持U1U1=⁄常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。
变频调速节能量的计算方法7
一、概述据统计,全世界地用电量中约有60%是通过电动机来消耗地.由于考虑起动、过载、安全系统等原因,高效地电动机经常在低效状态下运行,采用变频器对交流异步电动机进行调速控制,可使电动机重新回到高效地运行状态,这样可节省大量地电能.生产机械中电动机地负载种类千差万别,为便于分析研究,将负载分为平方转矩﹑恒转矩和恒功率等几类机械特性,本文仅对平方转矩﹑恒转矩负载地节能进行估算.所谓估算,即在变频器投运前,对使用了变频器后地节能效果进行地计算预测.变频器一旦投运后,用电工仪表测量系统地节能量更为准确.现假定,电动机系统在使用变频器调速前后地功率因数基本相同,且变频器地效率为95%.在设计过程中过多考虑建设前,后长期工艺要求地差异,使裕量过大.如火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉地鼓风机,引风机地风量裕度分别为5%和5～10%,风压裕度为10%和10%～15%,设计过程中很难计算管网地阻力,并考虑长期运行过程中可能发生地各种问题,通常总把系统地最大风量和风压裕量作为选型地依据,但风机地系列是有限地,往往选不到合适地风机型号就往上靠,大20%～30%地比较常见.生产中实际操作时,对于离心风机﹑泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节,则增加了管路系统地阻尼,造成电能地浪费；对于恒转矩负载常用电磁调速器﹑液力耦合器进行调节,这两种调速方式效率较低,而且,转速越低,效率也越低.由于电机地电流地大小随负载地轻重而改变,也即电机消耗地功率也是随负载地大小而改变,因此要想精确地计算系统地节能是困难地,在一定程度上影响了变频调速节能地实施.本文介绍用以下地公式来进行节能地估算.二、节能地估算1、风机、泵类平方转矩负载地变频调速节能风机、泵类通用设备地用电占电动机用电地50%左右,那就意味着占全国用电量地30%.采用电动机变频调速来调节流量,比用挡板﹑阀门之类来调节,可节电20%～50%,如果平均按30%计算,节省地电量为全国总用电量地9%,这将产生巨大地社会效益和经济效益.生产中,对风机﹑水泵常用阀门、挡板进行节流调节,增加了管路地阻尼,电机仍旧以额定速度运行,这时能量消耗较大.如果用变频器对风机﹑泵类设备进行调速控制,不需要再用阀门、挡板进行节流调节,将阀门、挡板开到最大,管路阻尼最小,能耗也大为减少.节能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中地计算公式,即：也应先计算原系统节流调节时消耗地电能,再与系统变频调速后消耗地电能相减,这不正好是<2）式分子地表示式.因此,要准确地计算节能,还需使用<1）式计算系统节流调节时消耗地电能.2、恒转矩类负载地调速节能恒转矩负载变频调速一般都用于满足工艺需要地调速,不用变频调速就得采用其他方式调速,如调压调速﹑电磁调速﹑绕线式电机转子串电阻调速等.由于这些调速是耗能地低效调速方式,使用高效调速方式地变频调速后,可节省因调速消耗地转差功率,节能率也是很可观地.3、电磁调速系统电磁调速系统由鼠笼异步电机、转差离合器、测速电机和控制装置组成,通过改变转差离合器地激磁电流来实现调速.转差离合器地本身地损耗是由主动部分地风阻､磨擦损耗及从动部分地机械磨擦损所产生地.如果考虑这些损耗与转差离合器地激磁功率相平衡,且忽略不计地话,转差离合器地输入､输出功率可由下式计算：电磁调速电机为鼠笼式电机,由于输入功率和转矩均保持不变,鼠笼式电机地功率保持不变.损耗以有功地形式表达出来,损耗功率通过转差离合器涡流发热并由电枢上地风叶散发出去.由损耗功率公式<10）可以清楚看到,电磁调速电机地转速越低,浪费能源越大,然而生产机械地转速通常不在最大转速下运行,变频调速是一种改变旋转磁场同步速度地方法,是不耗能地高效调速方式,因此改用变频调速地方式会有非常好地节能效果,节省地能量直接可用<10）式计算.4、液力偶合器调速系统液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液地动量矩变化,来传递电动机能量,电动机通过液力偶合器地输入轴拖动其主动工作轮,对工作油进行加速,被加速地工作油再带动液力偶合器地从动工作涡轮,把能量传递到输出轴和负载.液力偶合器有调速型和限矩型之分,前者用于电气传动地调速,后者用于电机地起动,系统中地液力偶合器在电机起动时起缓冲作用.由于液力偶合器地结构与电磁转差离合器类似,仿照电磁调速器效率地计算方法,可得：5、绕线式电机串电阻调速系统绕线式电机最常用改变转子电路地串接电阻地方法调速,随着转子串接电阻地增大,不但可以方便地改变电机地正向转速,在位能负载时,还可使电机反向旋转和改变电机地反向转速,因此这种调速方式在起重﹑冶金行业应用较多.对于绕线式电机,无论在起动､制动还是调速中,采用转子串电阻方式均会带来电能损耗.这种损耗随着转速地降低,转差率S地增大而增大,另外,随着串接电阻地增大,机械特性变软,难以达到调速地静态指标.在<14）式中,若S=0.5,电磁功率有一半消耗在转子电阻上,调速系统效率低于50%.利用<14）式,只要知道电机运行地转速,就可方便地计算绕线式电机串接电阻调速消耗地电能,节能量地计算就非常简单了.当我们进行变频节能改造时,投入和收益是必须认真考虑地,收益就涉及到节能量地计算.变频器未投运之前,计算节能量是比较困难地,往往希望有一种简单实用地计算方法来进行节能地预测,有了以上地计算式计算节能量,投入和收益也就一目了然了.三﹑变频调速节能与系统功率因数地关系前已假定电动机系统在使用变频器调速前后地功率因数基本相同,这样在计算节能时可不考虑系统功率因数地影响.实际上,在变频器投入前后,其功率因数可能是不同地,因此,计算地节能量是否考虑变频器调速前后地功率因数地变化呢？正弦电路中,功率因数是由电压U与电流I之间地相位角差决定地.在此情况下,功率因数常用表示.电路中地有功功率P就是其平均功率,即：用电度表进行计量检测实际地节能量时,电度表测量地就是电动机系统消耗地有功功率.若原电动机系统地功率因数较低,在使用变频器后以50Hz频率恒速运行,这时功率因数有所提高.功率因数提高后,电动机地运行状态并没有改变,电动机消耗地有功功率和无功功率也没有改变.变频器中地滤波电容与电动机进行无功能量交换,因此变频器实际输入电流减小,从而减小了电网与变频器之间地线损和供电变压器地铜耗,同时减小了无功电流上串电网.因此计算节能时,应考虑提高功率因数后地节能.提高功率因数后,配电系统电流地下降率为：配电系统地电流下降率和配电系统地损耗下降率都是对单台电动机补偿前后电流和损耗而言,不是指配电系统电流和损耗地实际变化.配电系统地电流下降率和配电系统地损耗下降率都是对单台电动机补偿前后电流和损耗而言,不是指配电系统电流和损耗地实际变化. 下面举一个典型地事例.例2：有一台压料机,电机功率200kW,安装在离配电房100多M地地方,计量仪表电压表﹑电流表和有功电度表均在配电房.工频时电机空载工作电流192A；加载时,电机工作电压356V,电流231A.由于负载较轻,导致电动机地负载率和效率都较低.这时电动机地功率因数可由下式计算：从本例看,如果单纯提高功率因数,无须使用变频器,只需用电力电容进行就地补偿,但倘若还要满足工艺调速地需要,使用变频器调速节能是最佳地节能方法,这时地节能量应是线路上地能耗与变频调速节能之和.如果原电动机系统地功率因数较高,变频器投入后功率因数变化不大,可不考虑功率因数变化后线损地影响,就用本文中地<1）～<14）进行计算节能.四、变频调速节能计算时需考虑变频器地效率GB12668定义变频器为转换电能并能改变频率地电能转换装置.能量转换过程中必然伴随着损耗.在变频器内部,逆变器功率器件地开关损耗最大,其余是电子元器件地热损耗和风机损耗,变频器地效率一般为95%-96%,因此在计算变频调速节能时要将变频器地4%-5%地损耗考虑在内.如考虑了变频器地损耗本文例1中计算地节能率,就不是36%,而应该为31%-32%,这样地计算结果与实际节能率更为接近.五、结束语一般情况下,变频器用于50Hz调速控制.不管是平方转矩特性负载,还是恒转矩特性负载,调速才能节能,不调速在工频下运行是没有节能效果地.有时系统功率因数很低,使用变频器后也有节能效果,这不是变频调速节能,而是补偿功率因数带来地节能.本文所述地对变频调速节能计算方法有极好地实用性.。
关于风机变频改造的节能计算
关于风机变频改造的节能计算风机变频改造是一种常见的节能技术，通过改变风机的驱动方式，将传统的恒速供风方式改为变频调速供风方式，能够有效地提高风机的运行效率和控制精度，从而实现节能减排的目的。
在进行风机变频改造时，需要对其节能效果进行计算评估，以确定改造的效果和节能潜力。
风机变频改造的节能计算主要考虑两个方面，即变频调速带来的机械能消耗减少和电能消耗减少。
下面将详细介绍风机变频改造的节能计算方法。
1.机械能消耗减少风机变频调速可以根据实际需要灵活地调整风机的运行转速，避免了传统的恒速运行模式下风机过大的额定负载，降低了系统中的机械能消耗。
机械能消耗的节能计算公式如下：节能率=(1-新风机转速/额定负载转速)×100%其中，新风机转速是风机进行变频改造后的实际转速，额定负载转速是经过计算得到的风机在实际需求工况中的额定转速。
节能率越高，表示通过风机变频改造减少的机械能消耗越多。
2.电能消耗减少风机变频调速还可以避免传统的恒速运行模式下由于流量控制的不准确而造成的额外阻力损失，进而减少系统的电能消耗。
电能消耗的节能计算公式如下：节能率=(1-新风机功率/额定负载功率)×100%其中，新风机功率是风机进行变频改造后的实际功率，额定负载功率是经过计算得到的风机在实际需求工况中的额定功率。
节能率越高，表示通过风机变频改造减少的电能消耗越多。
需要注意的是，风机变频改造的节能计算需要根据实际情况进行，包括风机的型号、负载特性、运行条件等因素的考虑。
在进行节能计算时，还需要获取相应的参数数据，包括风机的额定功率、额定转速、额定流量等信息。
同时，还需要收集对比研究数据，即变频前后的运行参数、节能措施前后的能耗统计数据等，进行综合分析和计算。
风机变频改造的节能计算不仅可以用于风机的节能改造方案的确定，还可以用于节能成本和回报周期的评估。
通过对节能效果的精确计算，可以为企业决策者提供科学、准确的节能改造方案，帮助其合理安排资源，降低能耗成本，提高能源利用效率。
风机变频节能计算
风机变频节能计算引言：随着能源资源的日益紧缺和环境污染的加剧，节能减排已经成为全球范围内的共同关注的议题。
在工业生产中，风机作为一种常见的动力设备，在电力消耗和节能方面具有重要意义。
本文将对风机变频节能进行详细探讨，并介绍风机节能计算的相关内容。
一、风机变频节能原理：理想的风机工作状态应该是按需提供所需风量和风压，但实际情况下，风机的负载变化往往会导致过量供风和能量浪费。
风机变频控制技术通过改变风机驱动电机的频率，实现对风机转速的调节，从而提供所需风量和风压。
这种调节能力可以达到最优风机工作状态，减少不必要的能量消耗，实现节能效果。
二、风机变频节能计算方法：1.风机性能曲线：风机性能曲线是风机输出风量和风压之间的关系图。
通过测量风机在不同转速下的输出风量和风压，可以得到风机性能曲线。
该曲线可以直观显示风机的工作状态和性能参数。
在风机变频控制中，根据实际需要选择合适的工作点，从而实现风机的节能运行。
2.节能潜力分析：风机节能潜力是指在实际运行中，通过风机变频控制技术实现的节能效果。
节能潜力的分析可以从两个方面入手：电能节约和运行成本节约。
（1）电能节约：通过变频控制，可以减少电动机的运行频率，降低电能消耗。
具体的电能节约计算方法是：根据风机的负载率、变频控制前后的平均电能消耗，计算节能百分比。
例如，风机原始工作频率为50Hz时，电能消耗为1000W，变频后降至45Hz时，电能消耗为800W，则节能百分比为（1000-800）/1000*100%=20%。
（2）运行成本节约：风机的运行成本主要包括电能消耗、维护成本和停机损失。
通过风机变频控制，可以降低电能消耗，减少维护频率，缩短停机时间，从而实现运行成本的节约。
具体的运行成本节约计算方法是：根据风机的负载率、变频控制前后的运行成本，计算节约的运行成本。
例如，风机原始工作频率为50Hz时，运行成本为100元/小时，变频后降至45Hz时，运行成本为80元/小时，则节约的运行成本为（100-80）*运行时间。
风机变频节能改造技术方案范本
风机变频节能改造技术方案引言随着工业化进程的加速和国家能源政策的调整，能源消费已成为影响我国经济发展和可持续发展的重要因素。
在这种情况下，如何降低企业的能源消耗，变得越来越重要。
目前，风机变频节能成为降低能耗的重要方式之一，因为风机系统是通用的能耗设备，广泛应用于化工、电力、汽车、航空等领域。
因此，在本文中，我们将详细探讨风机变频节能改造技术方案，包括技术原理、影响因素、实施步骤等方面的内容，以期提高企业的能源利用率和整体经济效益。
技术原理风机变频节能的基本原理要理解风机变频节能技术，首先需要了解风机的基本原理。
普通三相感应电机运行时转速基本上与电网频率成正比，当电网变频时，如果保持电压与频率的比值不变，则电机转速不变。
由于风机负荷为压力负载，所以通常情况下会有一定的压差，这将导致风机的流量不稳定，速度不能维持在额定值上，真正的吸入功率将增加，而容积流量增加。
当转速降低时，气体的密度增加，从而增加了气体体积流量，这将进一步增加了工作点。
因此，在转动时，流量还需加速到一定程度，从而减少风机所消耗的能量。
风机变频节能原理是将常规的电动机驱动风机系统改变成交流驱动风机系统，风机系统中使用的交流电机称为变频电机。
变频电机能够根据负载需求提供符合等效滑动频率的转速。
由于此技术在工作时具有更高效的响应和更快的调速能力，所以在提供高质量的空气和水流率时，比传统驱动风机更为高效。
风机变频节能技术的节能原理风机变频节能技术的节能原理是通过调节变频电机的转速来达到节能目的。
通常，风机系统在工作时，会受到一定的操作约束，特别是在流量、压力、负载等方面。
当这些要素发生变化时，风机将消耗更多的能量来维持正常操作，从而导致能源浪费。
而变频调速技术可以根据实际需要实现变频电机的调速，从而保证能源的高效利用。
影响因素1. 变频器的型号和制造技术变频器是实现风机变频节能技术的关键设备，因此，变频器型号和制造工艺对节能损失、条件细节等方面产生直接影响。
风机水泵压缩机变频调速控制节能与应用(含工频节流功率计算公式)
风机水泵负载变频调速节能原理相似定律：两台风机或水泵流动相似，在任一对应点上的统计和尺寸成比例，比值成相等，各对应角、叶片数相等，排挤系数、各种效率相等。
流量按照相似定律，由连续运动方程流量公式：φπηη⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=d D A vm vm vv v q流速公式： 60π⨯⨯=n D v m 式中：q v——体积流量，s m3；ηv——容积效率，实际容积效率约为0.95；A ——有效断面积（与轴面速度vm垂直的断面积），m²；D ——叶轮直径，m ； n ——叶片转速，r/mi n ； b ——叶片宽度，m ；vm——圆周速度，m/s ；φ——排挤系数，表示叶片厚度使有效面积减少的程度，约为0.75～0.95；按照电机学的基本原理，交流异步电动机转速公式： p f s n ⨯⨯-=60)1( 式中： s ——滑差； P ——电机极对数； f ——电机运行频率。
流量、转速和频率关系式：f n q v∞∞⇒ 可见流量和转速的一次方成正比，和频率的一次方成正比。
扬程按照流体力学定律，扬程公式：²21v m H ⨯⨯=ρ 扬程、转速和频率关系式：可见扬程和转速的二次方成正比，和频率的二次方成正比。
式中：H ——水泵或风机的扬程，m ；功率风机水泵的有效功率：每秒钟流体经风机水泵获得的能量。
水泵：H g q Pve⨯⨯⨯=ρ或 风机：P q P ve⨯=可见有效功率和转速的三次方成正比，和频率的三次方成正比。
式中：Pe——有功功率，w ；ρ——流体质量密度，m Kg3；P ——压力，Pa ；电量风机水泵效率：有效功率和轴功率之比。
ηp轴功率：电动机输出给风机水泵的功率。
轴功率（电动机的输出功率）公式： ηρpvshHg q P⨯⨯⨯=⇒水泵ηpvshPq P⨯=⇒风机电动机和风机水泵的传动效率： ηc电动机效率：ηm电量（电动机的输入功率）公式：ηηmcshgP P ⨯=ηηηρpmcvgHg q P⨯⨯⨯⨯⨯=⇒水泵ηηηρpm c gPP⨯⨯⨯=⇒风机节能工频状态下的耗电量计算Pd ：电动机功率 ； ηd ：电动机效率 ； U ：电动机输入电压 ； I ：电动机实际运行电流 ；cos φ：功率因子。
变频调速节能量的计算方法
变频调速节能量的计算方法的三次方成正比，即，再与使用挡板调节流量对应电机输入功率PL相减后再除以节约的功率与系统调速前后的速差成正比，速差越大，节能越显著。
恒转矩负载变频调速通常都用于满足工艺需要的调速，不用变频调速就得使用其他方式调速，如调压调速﹑电磁调速﹑绕线式电机转子串电阻调速等。
由于这些调速是耗能的低效调速方式，使用高效调速方式的变频调速后，可节约因调速消耗的转差功率，节能率也是很可观的。
3、电磁调速系统电磁调速系统由鼠笼异步电机、转差离合器、测速电机与操纵装置构成，通过改变转差离合器的激磁电流来实现调速。
转差离合器的本身的损耗是由主动部分的风阻､磨擦损耗及从动部分的机械磨擦损所产生的。
假如考虑这些损耗与转差离合器的激磁功率相平衡，且忽略不计的话，转差离合器的输入､输出功率可由下式计算：电动机轴输出功率式中：T2—转差离合器的输出转矩n2 –-转差离合器的输出轴转速电动机的输出功率，即为转差离合器的输入功率。
关于恒转矩负载，T= T1 = T2=常数，因此，转差离合器的效率：电磁调速电机为鼠笼式电机，由于输入功率与转矩均保持不变，鼠笼式电机的功率保持不变。
损耗以有功的形式表达出来，损耗功率通过转差离合器涡流发热并由电枢上的风叶散发出去。
由损耗功率公式（10）能够清晰看到，电磁调速电机的转速越低，浪费能源越大，然而生产机械的转速通常不在最大转速下运行，变频调速是一种改变旋转磁场同步速度的方法，是不耗能的高效调速方式，因此改用变频调速的方式会有非常好的节能效果，节约的能量直接可用（10）式计算。
4､液力偶合器调速系统液力偶合器是通过操纵工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量，电动机通过液力偶合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力偶合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴与负载。
液力偶合器有调速型与限矩型之分，前者用于电气传动的调速，后者用于电机的起动，系统中的液力偶合器在电机起动时起缓冲作用。
风机变频节能方法
风机变频节能方法风机是一种依靠输入机械能来提高气体压力并排送气体的从动流体机械。
气体压缩与气体输送机械是将旋转的机械能转换为气体压力能及动能，并将气体输送出去的机械。
我国所述的风机是对气体压缩与气体输送机械的简称，风机可以按照多种分类方式分为许多种不同的类型，鼓风机、通风机、风力发电机等都是常说的风机。
由流体力学原理可知，风机的风量和电机的转速功率有很大的关联：风机的风量和风机的转速成正比，风机的风压和风机的转速平方成正比，而风机的轴功率等于风量和风压之间的乘积，所以风机的轴功率与风机的转速三次方也成正比。
随着近些年来变频技术不断的完善、发展及进步。
风机的变频调速性能越来越发达，在很大程度上节约了能源，已经被广泛的应用于多种领域。
风机变频节能方法所获得的节能效益为各行各业的企业带来了不少的经济效益，极大的推动了社会工业生产的自动化发展进程。
一、风机的变频节能原理目前情况下的风机设备大多数是采用异步电动机进行直接驱动的方式来实现风机的节能的，此种方式存在着一定的缺陷和问题，例如电气保护的特性较差、所启动的电流过大、产生机械冲击等。
在电机的负载过大的情况下，会在一定程度上影响、减少设备的使用寿命，还会导致出现一些机械故障，经常发生出现电机发烫被烧毁等不良故障。
变频风机图风机变频调速器是现代社会上的一种新型的节能产品，在管路性能的曲线不变的情况下，变速调节用变速来改变风机的性能曲线，进而改变其工作点。
风机变频调速器具有容易操作、控制精度较高、性能较高、不用进行维护等等多个优点。
在其他条件没有发生改变的情况下，对异步电动机定进行改变，子端输入电源频率进而改变电动机的转速是风机变频调速技术基本的工作原理。
电机转速和工作电源输入频率成正比的关系：n=60(f-s)/p，公式中，n用来表示转速，f用来表示输入频率，s用来表示电机转差率，p用来表示电机磁极对数。
出口挡板的控制，在开度减小的情况下，风阻会有所增加，不适合对风量进行大范围的调节。
变频器的节能计算方法
现有一台250KW风机,现采用星--三角起动运行,工作电流太约在360A左右,如果改成变频器,一个小时能节多少电,太概多长时间能收回成本.变频器节能计算方法例如：当从50Hz降至45Hz得公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）P45=（2）当从50Hz降至45Hz得已知：单台冷却器在工频耗电功率为250KW/h。
（3）∵P45==×250= KW/h（4）单台电机节能：= KW/h;为原耗电量节约为250×100%=%（5）年节能：250kw×24h×30d×12m×%＝585360KW；按1KW/h电费元计算年节约共计585360×＝263412元。
2. 公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）P45=我想知道这个叫什么公式,这个公式怎么来的公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）这个公式是由风机工作特性决定的，由于风机是二次方负载，轴功率与转速的三次方成正比。
风机水泵类负载使用高压变频器节能计算风机水泵工作特性风机水泵特性：H=H0-（H0-1）＊Q2H－扬程Q－流量H0－流量为0时的扬程管网阻力：R＝KQ2R－管网阻力K－管网阻尼系数Q－流量注：上述变量均采用标么值，以额定值为基准，数值为1表示实际值等于额定值风机水泵轴功率P：P=KpQH/ηbP－轴功率Q－流量；H－压力；ηb－风机水泵效率；Kp－计算常数；流量、压力、功率与转速的关系：Q1/Q2=n1/n2;H1/H2=（n1/n2）2;P1/P2=（n1/n2）3■变阀控制变阀调节就是利用改变管道阀门的开度，来调节泵与风机的流量。
变阀调节时，泵或风机的功率基本不变，泵或风机的性能曲线不变，而管道阻力特性曲线发生变化，泵或风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。
■变频控制变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点，变速调节中没有附加阻力，是比较理想的一种调节方法。
风机泵类节能计算
风机、泵类基于阀门、挡板调节的节电率计算一、电动机及其调速类型电动机分为直流电动机和交流电动机两大类。
交流电动机分为同步电动机和异步电动机两大类。
异步电动机分为笼型电动机和绕线型电动机两大类。
同步电动机的额定转速公式：no＝（60×f）÷pno—同步电动机的额定转速（转速/分，r/min）；f—电动机的额定频率（Hz）；p—电动机的极对数。
异步电动机的转速公式：n＝（60×f）÷p×（1－s）式中：n—异步电动机的额定转速（转速/分，r/min）；s—异步电动机的转差率。
s＝（1－n/no）×100%电动机调速类型分为直流调速和交流调速两大类。
交流调速类型分为“三有”和“三无”两大类。
“三有”是指有级（变极）调速，有刷（内反馈串级、外反馈串级、双馈电机、同步）调速，有滑差损耗（变压、变阻、液力偶合器、Ω离合器）调速，系低效调速方式；“三无”即变频调速，无级、无刷、无滑差损耗，系高效调速方式。
二、电动设备类型电动设备按照转矩特性分为变转矩、恒转矩和倒数转矩三大类型。
离心式或轴流式风机、泵类流体设备属于变转矩类型，机床、球磨机和柱塞式空压机等流体设备属于恒转矩类型，轧机、提升机等设备属于倒数转矩类型。
前一类型称为轻载类型，后两者称为重载类型。
于是，变频器亦相对应分为变转矩和恒转矩两大类型，或者称为轻载和重载两大类型。
三、变频调速节能方案类型1、离心式或轴流式风机、泵类流体设备如何拟定变频调速节能方案？依据相似定律：f（频率）∝n（转速）∝Q（出口流量）f（频率）∝n（转速）∝H1/2（出口压力）f（频率）∝n（转速）∝P1/3（轴功率即功耗）流量与转速成正比Q∞n压力与转速平方成正比H∞n2功率与转速三次方成正比P∞n32拟定变频调速节能方案步骤如下：（1）测算平均运行功率P p1）P p≈P n·I p/I n式中：P n—电动机的额定功率（kW）；I n—电动机的额定电流（A）；I p—电动机的实际运行平均电流（A）2）P p=√3×U1×I1×cosφcosφ——电机功率因数P p——电机运行功率（kW）I1——电机运行电流（A）；U1——电机运行电压（kV）（2）测算节电率(%)（3）测算年节电量ΔPaΔP a≈P p·Δrhm ·t/a式中：Δrhm——节电率t/a—年运行小时（h）。
发电厂风机变频改造节能技术分析
式中 ： Ｎ 一 风机 电动机输入功率 ； ｎ 一 在 时间 ｔ 内电表 电枢 的回转 数； Ｃ ｆ ＿ 电流 互感 系 数 ； Ｐ ｔ 一 电 压互 感 系 数 ； ｔ 一 电枢 的 回转 时 间 ， Ｓ ； Ａ 一 电 能 表 常数 ， 表 示 每千 瓦 时 圆盘 的 回转 数 。 此 次试 验 的 电能 表 常 数 Ａ ＝ １ ０ ０ ０ ０ ｒ ／ ｋ Ｗｈ ，引风 机 Ｃ ｔ ＝ ２ ０ ０ ： １ ， Ｐ ｔ ＝ ６ ０ ０ ０ ： １ ０ ｏ ； 一次 风 机 Ｃ ， － ３ ０ ０ ： １ ， Ｅ ＝ ６ ０ ０ ０ ： １ ０ ０ 。 ３ ． ３引风 机 变频 改 造节 能效 果 试 验 引风 机设 计 裕 量一 般 最 大 ， 变 频 改造 的预 期效 果 也 较 大 。试 验 结 果如 表 ｌ 一 表３ 所示 。 ３ ． ４ 一次 风 机变 频 改造 节 能效 果 试验 次 风机 是 锅 炉运 送 燃 料 的 主要 动 力源 ， 所 以一 次 风机 的运 行 调 节关 系 到整 个 机组 的负荷 变 化 。试 验结 果 如表 ４ 一 表６ 所示 。 ３ ． ５节 能 分析 ３ ． ５ ． １风机变频运行后 ， 引风机单耗 由原来 的 ２ ． ７ ０ ｋ Ｗｈ ／ ｔ 降低为 ０ ． ９ ８ ｋ Ｗｈ ＾ ， 一 次 风机 单耗 由原 的 ２ ． ８ ８ ｋ Ｗｈ ／ ｔ 降低 为 １ ． ４ ０ ｋ Ｗｈ ／ ｔ 。 ３ ． ５ ． ２ 对 比风 机 变频 前 后 ， 引 风 机 的节 电率达 到 ６ ０ ％， 一 次 风 机 的 节 电率 达 到 ５ ０ ％。 ３ ． ５ － ３ 通过 变 频 改 造 ，该 电 厂 的引 风 机 和一 次 风 机 的节 能 效果 都很 明显 。 由各工 况 对 比来 看 ， 引风 机 的 节能 节 电效 果好 于 一 次 风
第一讲__风机变频调速节能技术
直接求出变速后的参数；而对于水泵，其管路系统的静压一般不为零，故对于
每一个工作点，都要经过相似折算后，才能用比例定律的三个公式求出变速后
的参数。
1.5 风机变频调速节能改造的发展和前景
由于目前绝大部分风机都采用风门挡板调节流量，造成大量的节流损耗，
所以风机若采用转速调节，具有巨大的节能潜力。直到上世纪七十年代，都采
正比。即：
Q=n Q' n'
;
H H'
=
(
n n'
)
2
p p'
=
(
n n'
)
2
;
P P'
=
(
n n'
)3
风机与水泵转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图 4 所示。因管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当转速由 n 变至 n/ 时，运行工 况点将由 M 点变至 M/点。
7
P
H扬 程
P-q v P-q'v
科陆变频节能技术讲座：
第一讲 风机变频调速节能技术
目录
第一节 概 论
1.1. 风机的主要功能和用途 1.2. 风机的性能参数 1.3. 风机的性能曲线 1.4. 风机拖动系统的主要特点 1.5. 风机变频调速节能改造的发展和前景
第二节 风机变频调速节能分析
2.1. 风机（水泵）的几何相似，运动相似和动力相似 2.2. 叶片式风机（水泵）的相似定律 2.3. 如何求出几何相似风机（水泵）之间的相似工况点 2.4. 风机变频调速节能改造能效审计参数调查表
2
得的机械能。风机全压的计算式为：
p
=
(
p2
风机变频节能效果分析 张振兴
风机变频节能效果分析张振兴摘要：理论上风机采用变频器可以大幅度节约电能，降低生产成本，但是实际应用中风机采用变频器节能的效果，还是受许多因素的影响，需要进一步分析讨论。
关键词：变频器；电动机；效率；近年来，变频技术日趋成熟，在电力、冶金、石油、化工等行业得到了广泛的应用。
工业生产过程中风机类设备应用变频驱动节能效果尤其显著，由电机的同步转速表达式n=60f(1-s)/p 可知，转速n和频率f成正比关系，只要改变电机的频率就可以改变电机的转速。
以风机设备举例，未采用变频器驱动前不论生产需求大小，电机都要全速运转，风机通过调节液力耦合器或风门挡板来调节风量，能源消耗在液力耦合器或风门挡板上，使得能量以发热、震动、噪音等形式损失掉了，造成大量能源浪费。
风机驱动采用变频技术后，当要求风量减少时，适当调节变频器的输出频率，使电机的转速降低，就可以达到生产要求，比采用调节液力耦合器或风门挡板节能效果显著。
变频器由于调速范围宽、节能降耗，又能实现软启动减少启动时对电网的冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，目前是最理想的节能调速方式。
理论上风机使用变频器可以大幅度节约电能，降低生产成本，但是实际应用中风机采用变频器节能的效果，还要受到以下几点因素的影响，需要进一步分析讨论。
一、实际工况对风机风量的需求现场需求风量如果接近风机额定风量，需要电机全速运行、风机风门全开才可以满足，那么采用变频节能效果不大，变频器在系统中只起到一个软启动的作用。
如果现场需求风量不大，那么采用变频节能效果显著。
以高压除尘风机选型为例，项目设计阶段风机风量、风压的设计余量一般都大于实际需求5%-15%，另外设计过程中很难精确计算除尘管网的阻力，并考虑长期运行过程中可能发生的各种工况问题，通常把系统最大风量、风压作为选型的的基础依据，但是风机产品规格型号是有限的，往往选不到正好匹配的就要往大一级去匹配，大于实际需求20%-30%是很常见的。
风机变频节能计算
(pu)
0 风量Q(pu)
计算范例--命题
某风机由一台75KW电动机拖动，原由风门控制风 量。昼夜运行，每年运行时间约8000小时，其 中4000小时需风量85%，另4000小时需风量60% 。现进展节能改造，即将所有风门全开，由变 频器调节电机和风机的转速，从而调节风量。 获得的节能效果计算如下：
调节风量和压力的方法
控制入口风门 控制出口挡板 调节风机转速
控制入口或出口风门
相当于改变管网的阻抗特性
增大管网的阻力
初期投资少
控制简单
压
能量消耗在管网和风门中
力
P(pu)
虚线与坐标轴所围面积即为能耗值
随着风量的减少，风压增大，对管
网有损害
造成能源浪费
r2 r1
R
送风阻 抗曲线
R
送风阻 抗曲线
0 风量Q(pu) Q2 Q1
风量、压力、转速、转矩之间的关系
Q=C1*n p=C2*T=C3*n2 P=T*n=C4*n3
Q---风量 p---压力 n---转速 T---转矩 P---轴功率
P=Q*p/(effc*effb)*10-3 Q---风量(m3/s)
75KW*(60%流量〕*22%*4000小时 = 183,000+66,000 = 249,000千瓦时
计算范例--节能效果
年节能千瓦时 = 501,000-249,000 = 252,000
年节约电费 = 252,000*0.65=163,800元 〔电费按 0.65元/小时计算〕
计算范例--风门控制
风门控制总能耗 = 75KW(85%流量〕*91%*4000小时+
75KW(60%流量〕*76%*4000小时 = 273,000+228,000千瓦时 = 501,000千瓦时
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(pu)
SSD Marketing
0 风量Q(pu) 0.5
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计算范例--命题
某风机由一台75KW电动机拖动，原由风门控制风 量。昼夜运行，每年运行时间约8000小时，其 中4000小时需风量85%，另4000小时需风量60% 。现进行节能改造，即将所有风门全开，由变 频器调节电机和风机的转速，从而调节风量。 取得的节能效果计算如下：
SSD Marketing
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计算范例--风门控制
风门控制总能耗 = 75KW(85%流量）*91%*4000小时+
75KW(60%流量）*76%*4000小时 = 273,000+228,000千瓦时 = 501,000千瓦时
SSD Marketing
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计算范例--变频调速
使用变频器调节风机转速时电动机的耗电量 = 75KW*(85%流量）*61%*4000小时+
SSD Marketing
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SSD Marketing
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风量、压力、转速、转矩之间的关系
Q=C1*n p=C2*T=C3*n2 P=T*n=C4*n3
Q---风量 p---压力 n---转速 T---转矩 P---轴功率
P=Q*p/(effc*effb)*10-3 Q---风量(m3/s)
p---压力(Pa) effc---风机的效率 effb---传动装置的效率
SSD Marketing
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采用不同方法时电机的能耗示意图
1. 输出端风门控制时的电机的输入功率 2. 输入端风门控制时的电机的输入功率 3. 变频器调速时电机的输入功率 4. 滑差调速控制时电机的输入功率
变频调速最节能
1.0 电 动 机 输 出0.50 功 率
P1 1 2 P2
4 3 P3
相当于改变风机的压力与流量的关系
不改变管网的阻抗特性 1.0
随着转速的降低，风机的特性曲线下移
随着转速的降低，风量减少
压 力
随着转速的降低，风压也减少
P(pu)
随着转速的降低，能耗大大降低
0.50
转速调节通过变频器实现
连续精确地调速，可精确地控制风量
R
送风阻 抗曲线
0 风量Q(pu) 0.5Q2 Q1 1.0
增大管网的阻力
初期投资少
1.0
控制简单
压
能量消耗在管网和风门中
力
P(pu)
虚线与坐标轴所围面积即为能耗值
随着风量的减少，风压增大，对管
0.50
网有损害
造成能源浪费
r2 r1
R
送风阻 抗曲线
SSD Marketing
0 风量Q(pu) 0.5 Q2 Q1 1.0
4
通过调节风机的转速改变流量
75KW*(60%流量）*22%*4000小时 = 183,000+66,000 = 249,000千瓦时
SSD Marketing
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计算范例--节能效果
年节能千瓦时 = 501,000-249,000 = 252,000
年节约电费 = 252,000*0.65=163,800元 （电费按 0.65元/小时计算）
1.0
0.75 压 力 0.50
P(pu)
0.25
风机满速运行曲线 R（额定点）
送风阻 抗曲线
SSD Marketing
0 0.25 0.5 0.75 风量Q(pu)
2
调节风量和压力的方法
控制入口风门 控制出口挡板 调节风机转速
SSD Marketing
3
控制入口或出口风门
相当于改变管网的阻抗特性
风机系统的风量调节方法 及其节能效果比较
施耐德（苏州）变频器有限公司 市场部
2006年3月
风机系统特性曲线
曲线一为风门全部打开时管网压力与风 量关系曲线
曲线二为风机全速运行时压力与风量关 系曲线
二者的交点为风机系统的额定工作点 虚线与坐标轴所围的面积为额定工作状
态时的能耗，即电机的额定输出功率