变频调速的计算
变频调速节能量的计算方法
变频调速节能量的计算方法
一、变频调速节能量的计算原理：
1、变频调速系统的计算原理：变频调速是一种采用变频器和变速器，可以根据需要进行调速的节能技术。
它的原理是将普通电机的输入电压和
频率调整，从而改变电机的转速。
变频调速可以替代传统调速系统，从而
减小电机的能耗。
由于变频器设置的转速可以根据负载的变化而变化，可
以节省能量，从而有效节能。
2、变频调速节能量的计算原理：变频调速节能量的计算原理采用差
值律。
可以通过比较电机传统调速前后的输出功率，得出变频调速节能量
的总量。
具体的计算步骤如下：
（1）将电机进行传统调速，并测量其负载功率。
（2）将电机安装变频调速装置，将装置设置为同样的转速，并测量
其负载功率。
（3）将上述两次测量的负载功率的差值（即较低值减去较高值），
即为变频调速节能量总量。
二、计算实例
一台普通电机传统调速前，测量其负载功率P1=20kW；将电机安装变
频调速装置，将装置设置为同样的转速，测量其负载功率P2=15kW；按照
变频调速节能量的计算原理，将较低值减去较高值。
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.。
电机转速公式与调速方法
电机转速公式与调速方法一、电机转速公式电机的转速可以使用下面的公式来计算：N=(120×f)/p其中，N表示电机的转速（单位：rpm），f表示电机的频率（单位：Hz），p表示电机的极数。
二、调速方法1.电压调频调速（V/f控制）电压调频调速是一种常见的电机调速方法，其原理是通过改变输入电压的频率和电压来控制电机的转速。
具体步骤如下：（1）确定电机的转速范围和所需的转速精度。
（2）根据所需转速范围和精度，选择合适的电压和频率调节器。
（3）通过电压和频率调节器，将输入电压的频率和电压调整到合适的数值，以达到所需的电机转速。
2.变频调速变频调速是一种通过改变电机输入频率和电压的方法来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的变频器。
（2）将输入电压和频率接入变频器。
（3）通过变频器调节输出频率和电压的数值，以实现所需的电机转速。
3.磁力调节调速磁力调节调速是一种通过改变电机的磁力来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的磁力调节器。
（2）将磁力调节器接入电机的直流励磁电路。
（3）通过调节磁力调节器的励磁电流，改变电机的磁力，从而实现所需的电机转速。
4.机械调速机械调速是一种通过改变电机的机械传动系统来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的机械传动系统。
（2）通过改变机械传动系统的传动比例，改变电机的输出转速，以实现所需的电机转速。
5.输入输出电阻调速输入输出电阻调速是一种通过改变电机的输入或输出电阻来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的电阻调节器。
（2）将电阻调节器接入电机的输入或输出回路。
（3）通过调节电阻调节器的电阻数值，改变电机的输入或输出电阻，从而实现所需的电机转速。
以上是常见的电机转速公式与调速方法，不同的电机有不同的适用方法，具体的应用需要根据实际情况来选择合适的调速方法。
车床变频调速的计算实例
技术讲座 车床变频调速的计算实例自动化博览 2003年9月出版《自动化综合技术文集》，欢迎投稿！57车床变频调速的计算实例张燕宾1 普通车床的大致构造与负载性质1.1 普通车床的大致构造与拖动系统(1) 大致构造如图1所示，主要部件有：① 头架 用于固定工件。
内藏齿轮箱，是主要的传动机构之一。
② 尾架 用于顶住工件，是固定工件用的辅助部件。
③ 刀架 用于固定车刀。
④ 床身 用于安置所有部件。
(2) 拖动系统普通车床的拖动系统主要包括以下两种运动：① 主运动 工件的旋转运动为普通车床的主运动，带动工件旋转的拖动系统为主拖动系统。
② 进给运动 主要是刀架的移动。
由于在车削螺纹时，刀架的移动速度必须和工件的旋转速度严格配合，故中小型车床的进给运动通常由主电动机经进给传动链拖动，并无独立的进给拖动系统。
图1 普通车床的外形(3) 主拖动系统阻转矩的形成主拖动系统的阻转矩就是工件在切削过程中形成的阻转矩。
理论上说，切削功率用于切削的剥落和变形。
故切削力正比于被切削工件的材料性质和截面积，切削面积由切削深度和走刀量决定。
而切削转矩则取决于切削力和工件回转半径的乘积，其大小与下列因素有关：① 切削深度；② 进刀量；③ 工件的材质与直径等。
1.2 主运动的负载性质在低速段，允许的最大进刀量都是相同的，负载转矩也相同，属于恒转矩区；而在高速段，由于受床身机械强度和振动及刀具强度等的影响，速度越高，允许的最大进刀量越小，负载转矩也越小，但切削功率保持相同，属于恒功率区。
故车床主轴的机械特性如图2所示。
恒转矩区和恒功率区的分界转速，称为计算转速，用n D表示。
关于n D 大小的规定大致如下：在老系列产品中，一般规定：从最低速起，以全部级数的三分之一的最高速作为计算转速。
例如，CA6140型普通车床主轴的转速共分24级：n 1、n 2、n 3、…n 24，则从最低速算起的第八档转速（n 8）为计算转速。
但随着刀具强度和切削技术的提高，近年来，计算转速已经大为提高，据有关资料介绍，较为先进的车床，已经可以以最高转速的（1/4～1/2）作为计算转速：图2 车床的机械特性n D ≈n max /(2～4) (1)2 计算实例某厂的意大利产SAG 型精密车床，由于调速用电磁离合器（用于齿轮箱的换档）损坏率较高，国内无配件，进口件又十分昂贵，故改用变频调速。
变频器的六大调速方法
电动机知识变频器的六大调速方法1.变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、[1]方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
变频调速分为基频以下调速和基频以上调速，基频以下调速属于恒转矩调速方式，基频以上调速属于恒功率调速方式。
2.串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
变频器调速原理及调速方法3.绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
变频调速原理
异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。
作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。
近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
1 变频调速原理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———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。
变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，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。
2 谐波抑制变频器使用的突出问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。
虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到国家标准要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中最需要关注的问题。
变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。
较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
由于变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。
为了消除谐波，主要采用以下对策：a.增加变频器供电电源内阻抗通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。
变频调速的工作原理
变频调速的工作原理变频器的功用是将频率固定的（通常为50Hz的）交流电（三相或单相）变成频率联系可调（多数为O-4OOH0的三相交流电。
由公式：n0=60f/p其中n0为旋转磁场的转速通常称为同步转速f 为电流的频率p 为旋转磁场的磁极对数当频率f连续可调时（一般P为定数），电动机的同步转速也连续可调。
又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些，所以，当同步转速连续可调时，异步电动机转子的转速也是连续可调的。
变频器就是通过改变f （电流的频率）来使电动机调速的在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。
如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。
一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P,黑表棒分别依到R S T,应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。
相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。
将红表棒接到N 端，重复以上步骤，都应得到相同结果。
如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。
B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U V W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。
将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。
在上电前后必须注意以下几点:1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。
2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动, 连接异常有时可能导致变频器出现故障, 严重时会出现炸机等情况。
3、上电后检测故障显示内容, 并初步断定故障及原因。
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。
变频与工频计算公式
变频与工频计算公式在电气工程中，变频和工频是两个重要的概念。
变频是指电力系统中频率可变的电能，通常用于调节电机的转速和节能。
而工频是指电力系统中固定的频率，通常为50Hz或60Hz。
在实际工程中，我们经常需要计算变频和工频的相关参数，因此掌握变频与工频的计算公式是非常重要的。
变频计算公式。
在变频调速系统中，我们通常需要计算电机的转速、频率和功率等参数。
以下是一些常用的变频计算公式：1. 电机转速计算公式。
电机的转速通常由变频器控制，其计算公式为：N = 120f/p。
其中，N为电机转速，f为电机的输出频率，p为电机的极数。
2. 电机输出频率计算公式。
电机的输出频率可以通过变频器进行调节，其计算公式为：f = Np/120。
其中，f为电机输出频率，N为电机转速，p为电机的极数。
3. 电机输出功率计算公式。
电机的输出功率可以通过电压、电流和功率因数来计算，其计算公式为：P = √3UIcos(θ)。
其中，P为电机输出功率，U为电机的线电压，I为电机的线电流，θ为电机的功率因数。
工频计算公式。
在工频电力系统中，我们通常需要计算电压、电流、功率和功率因数等参数。
以下是一些常用的工频计算公式：1. 电压、电流和功率的关系。
在工频电力系统中，电压、电流和功率之间的关系可以通过下面的公式来计算：P = √3UIcos(θ)。
其中，P为功率，U为线电压，I为线电流，θ为功率因数。
2. 电流和阻抗的关系。
在工频电力系统中，电流和阻抗之间的关系可以通过下面的公式来计算：I = U/Z。
其中，I为电流，U为电压，Z为阻抗。
3. 电压、电流和功率因数的关系。
在工频电力系统中，电压、电流和功率因数之间的关系可以通过下面的公式来计算：cos(θ) = P/(√3UI)。
其中，cos(θ)为功率因数，P为功率，U为线电压，I为线电流。
综上所述，变频与工频的计算公式是电气工程中的基础知识，掌握这些公式可以帮助工程师们更好地设计和运行电力系统。
变频调速公式(一)
变频调速公式(一)变频调速公式什么是变频调速公式？变频调速公式是用于控制变频调速系统的数学公式，用于计算变频器的输出频率和电机的转速之间的关系。
通过改变变频器的输出频率来调整电机的转速，从而实现调速的功能。
变频调速公式公式列表：1.基本公式：N = f / P–N：电机转速（单位：转/分）–f：电机输出频率（单位：Hz）–P：电机极数2.输出频率公式：f = (Ns / 60) * P–f：电机输出频率（单位：Hz）–Ns：同步转速（单位：转/分）–P：电机极数3.变频器输出频率公式：f_out = (Ns / 60) * P * s–f_out：变频器输出频率（单位：Hz）–Ns：同步转速（单位：转/分）–P：电机极数–s：滑差变频调速公式示例：假设有一台电机，该电机的同步转速为1500转/分，极数为4极。
现需要将该电机调速到800转/分。
根据基本公式可得：N = f / P 将已知数据代入可得：1500 = f / 4 解得电机输出频率 f = 1500 * 4 = 6000 Hz再根据变频器输出频率公式可得：f_out = (Ns / 60) * P * s将已知数据代入可得：f_out = (1500 / 60) * 4 * s = 40 * s Hz 假设当前滑差 s = ，则变频器的输出频率为 40 * = 32 Hz，即将电机调速到800转/分。
这就是变频调速公式的应用示例，通过调整变频器的输出频率，我们可以控制电机的转速，实现精确的调速效果。
总结：变频调速公式是控制变频调速系统的重要工具，可以帮助我们计算电机输出频率和转速之间的关系。
通过合理应用公式，可以实现电机的精确调速，满足不同工况的需求。
变频调速原理
变频调速的基本方式在电机调速时，一个重要的因素就是希望保持磁通不变量m Φ为额定值不变。
如果磁通太弱没有充分利用铁心，是一种浪费；若要增大磁通，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组果然热而损坏电机。
对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应的补偿合适，保持m Φ不变时很容易做到的。
在交流异步电机中，磁通是定子和转子磁势合成产生的。
三相异步电机每相电动势的有效值：·m N g k N f E Φ=11144.4 （1—1）式中：g E ——气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值，单位为V ；1f ——定子频率，单位为Hz ； 1N ——定子每相绕组串联匝数； 1N k ——基波绕组系数； m Φ——每极气隙磁通，单位Wb由（1—1）式可知，只要控制好感应电动势和定子频率，便可以达到控制磁通的目的，因此需要考虑基频以下和基频以上两种情况。
基频以下调速由式（1—1）可知，要保持m Φ不变，当频率从额定值n f 1向下调节时，必须同时降低g E 使常值=1f E g（1—2） 即采用固定的电动势频比的控制方式。
然而，绕组中感应电动势是难以控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压g U U ≈1，则得到：常值=11f U （1—3） 这是恒压频比的控制方式。
低频时，1U 和g E 都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不能再忽略。
这时，可以认为的把电压1U 抬高一些，以便近似的补偿定子压降。
带定子压降补偿的恒压频比控制特性曲线有补偿的如图中的b 线，物补偿的如图中的a 线。
O Us f 1图6-1 恒压频比控制特性a b基频以上调速在基频以上调速，频率可以从n f 1往上增高，但电压1U 却不能增加得比额定电压n U 1还要大，最多只能保持n U U 11 。
由式（1-1）可知，这将迫使磁通与频率成反比的降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。
把基频以下和基频以上两种情况合起来，可得到如图所示的异步电动机变频调速的控制特性。
关于变频电机的频率和电流的关系
简述关于变频电机的频率和电流的关系关系公式与分析电机功率：P=×U×I×cosφ×η（91%）；电机电流：I=P/×U×cosφ(功率因素)×η（效率）;I: 电流；P: 功率W; U: 电压电机转矩：T=9549×P/n；T:转矩；P:功率KW；n:转速电机转速：n=60f/p，p为电机极对数，例如四级电机的p=2；当频率达50Hz时，电机达到额定功率，再增加频率，其功率是不会再增的，会保持额定功率。
电机转矩在50Hz以下时，是与频率成正比变化的；当频率f达到50Hz时，电机达到最大输出功率，即额定功率；如果频率f在50Hz以后再继续增加，则输出转矩与频率成反比变化，因为它的输出功率就是那么大了，你还要继续增加频率f，那么套入上面的计算式分析，转矩则明显会减小。
转速的情况和频率是一样的，因为电源电压不变，其频率的变化直接反应的结果就是转速的同比变化，频率增，转速也增，它减另一个也减。
变频电源的电流和频率的关系一、变频调速的基本控制方式与基准电压、基准频率的关系，电机用变频器调速时有两种情况--基频(基准频率)以下调速和基频以上调速。
必须考虑的重要因素是：尽量保持电机主磁通为额定值不变。
如果磁通过弱(电压过低)，电机铁心不能得到充分利用，电磁转矩变小，负载能力下降。
如果磁通过强(电压过高)，电机处于过励磁状态，电机因励磁电流过大而严重发热。
二、根据电机原理可知，三相异步电机定子每相电动势的有效值： E1=Φm 式中：E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值，V ；f1--定子频率，Hz；N1——定子每相绕组有效匝数；Φm-每极磁通量由式中可以看出，Φm的值由E1/f1决定，但由于E1难以直接控制，所以在电动势较高时，可忽略定子漏阻抗压降，而用定子相电压U1代替。
那么要保证Φm不变，只要U1/f1始终为一定值即可。
变频电机功率计算公式
变频电机功率计算公式
变频电机功率计算公式是用于计算变频电机的功率需求的公式。
变频电机是一种能够调整运行速度的电机，通过改变电源电压的频率来实现调速。
在计算变频电机的功率需求时，需要考虑运行负载以及变频电机的效率。
变频电机功率计算公式如下：
功率（W）= 运行负载（kg） ×运行速度（m/s） ×运行功率系数
运行负载表示物体在变频电机驱动下的重量或阻力，可以是物体的质量或者受到的力的大小。
运行速度表示变频电机运行的速度，单位通常为米/秒。
运行功率系数是一个与变频电机效率、传动效率等因素相关的常数，它反映了电机的效率。
在使用变频电机功率计算公式时，需要确保所使用的单位是一致的，比如运行负载和运行速度都应采用相同的单位。
另外，变频电机功率计算公式还可以根据实际情况进行调整，例如考虑到动态负载变化时的功率波动等因素。
总之，变频电机功率计算公式是用于计算变频电机功率需求的公式，通过考虑运行负载、运行速度和运行功率系数等因素，可以得出所需的功率值。
变频调速的几种控制方式
变频调速的几种控制方式
1、V/f协调控制
交流电动机的感应电势E=4.44Nf（N为绕组有效匝数）。忽略定子绕组的阻抗，定子电压U≈E=4.44Nf。当改变频率f调速时，如电压U不变，则会影响磁通。例如，当电机供电频率降低时，若保持电机的端电压不变，那末电机中的匝数将增大。由于电机设计时的磁通选为接近饱和值，匝数的增大将导致电机铁心饱和。铁心饱和后将造成电机中流过很大的励磁电流，增加铜耗和铁耗。而当供电频率增加，电机将出现欠励磁。因为T=CmI2′cosφ2（Cm为电机结构决定的转矩系数，I2′为转子电流折算值，cosφ2为转子功率因数），磁通的减小将会引起电机输出转矩的下降。因此，在改变电机的频率时，应对电机的电压或电势同时进行控制，即变压变频（VVVF）。
矢量控制可以获得和直流电动机相媲美的优异控制性能。
3、直接转矩控制
直接转矩控制也是分别控制异步电动机的转矩和磁链，只是它选择定子磁链作为被控制的对象，而不像矢量控制系统那样选择了转子磁链，因此可以直接在定子坐标上计算与控制交流电动机的转矩。即通过实时检测磁通幅值和转矩值，分别与给定值比较，由磁通和转矩调节器直接输出，共同形成PWM逆变器的空间电压矢量，实现对磁链和转矩的直接闭环控制。它不需要分开的电压控制和频率控制，也不追求单相电压的正弦，而是把逆变器和电机视为整体，以三相波形总体生成为前提，使磁通、转矩跟踪给定值，磁链逼近圆形旋转磁场。
2、矢量控制
众所周知，直流电动机具有优良的调速和起动性能，是因为T=CmIa，励磁绕组和电枢绕组各自独立，空间位置互差90°，因而和电枢电流Ia产生的磁通正交，如忽略电枢反应，它们互不影响；两绕组又分别由不同电源供电，在恒定时，只要控制电枢电流或电枢电压便可以控制转矩。而异步电动机只有定子绕组与电源相接，定子电流中包含励磁电流分量和转子电流分量，两者混在一起（称为耦合），电磁转矩并不与定子电流成比例。矢量控制的思路就是仿照直流电动机的控制原理，将交流电机的动态数学方程式进行坐标变换，包括三相至二相的变换（3/2）和静止坐标与旋转坐标的变换，从而将定子电流分解成励磁分量和转矩分量（解耦），它们可以根据可测定的电动机定子电压、电流的实际值经计算求得，然后分别和设定值一起构成闭环控制，经过调节器的作用，再经过坐标反变换，变成定子电压的设定值，实现对逆变器的PWM控制。
三相异步电动机变频调速
.一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速 n 与旋转磁场转速 n1接近，磁场转速 n1改变后，电机转速 n 也60 f 1可知，改变电源频率 f 1，可以调节磁场旋转，从就随之变化，由公式 n1p而改变电机转速，这种方法称为变频调速。
根据三相异步电动机的转速公式为60 f1n1 1 sn 1 sp式中 f 1为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 f 1，可以改变同步转速n ，从而改变转速。
如果频率 f 1连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为U 1E1 4.44 f 1N 1k m m式中 E1为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；f1为定子电源频率； N1为定子每相绕组匝数； k m为基波绕组系数，m为每极气隙磁通量。
如果改变频率 f 1，且保持定子电源电压U1不变，则气隙每极磁通m 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。
因此，降低电源频率 f 1时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m 的目的。
.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率 f 1时，保持U1为常数，使气每f 1极磁通m 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。
这时，电动机的电磁转[1][8]m 1 pU r 2r 21m 1 p U 1 2f 1ss 1T矩为222 f 1r 2 22 f 1r 2x 12r 1x 2r 1x 1 x 2ss上 式 对 s 求 导 ， 即dT ，有最大转矩和临界转差率为ds12U2f11111T m22 f 1 r 1222 2 f1f 1r 1 22r 1x 1 x 2r 1 x 1 x 2s mr 2由上式可知：当U1常数时，在 f 1 较高时，即接近额22f 1x 1 x 2r 1定频率时， r 1 = x 1 x 2 ，随着 f 1 的降低， T m 减少的不多； 当 f 1 较低时， x 1 x 2较小； r 1 相对变大，则随着 f 1 的降低， T m 就减小了。
变频器的调速方法
变频器的调速方法变频器是一种能够改变电机转速的设备，它可以通过调节电机的电压和频率来实现不同转速的控制。
在工业生产中，变频器的广泛应用使得电机的运行更加灵活和高效。
本文将介绍几种常见的变频器调速方法。
一、电压/频率控制调速方法电压/频率控制是最常见的变频器调速方法之一、根据电动机的特性，电机的转速与电压和频率成正比。
通过控制变频器的输出电压和频率，可以实现对电机转速的精确控制。
在调节电压/频率变化的过程中，需要考虑电机的负载、电磁兼容性等因素。
二、矢量控制调速方法矢量控制是一种高性能的变频器调速方法。
它采用了感应电机的电流/磁场定向控制原理，通过测量电机的转子位置和电流反馈信号，计算出电机的电磁矢量，进而控制电机的转速。
矢量控制具有较高的响应速度和较好的转矩控制能力，适用于对转速和转矩精度要求较高的应用场景。
三、闭环控制调速方法闭环控制调速是一种采用反馈控制方式的变频器调速方法。
它通过测量电机输出端的转速信号，与设定的转速进行比较，计算出误差信号，然后通过控制变频器的输出进行补偿，使得电机的转速能够稳定在设定值附近。
闭环控制调速方法能够更精确地控制电机的转速，适用于对转速精度要求较高的应用场景。
四、多点控制调速方法多点控制调速是一种能够实现多个转速设定的变频器调速方法。
通过对变频器进行编程设置，可以实现电机在不同工况下的转速切换。
这种调速方法适用于需要频繁改变转速的应用场景，能够优化电机的运行效率和能耗。
五、过热保护调速方法过热保护调速是一种通过监测电机的温度信号以保护电机的调速方法。
在电机运行过程中，如果温度超过设定的阈值，则会触发保护措施，如降低电机的转速或直接停机。
这种调速方法能够有效保护电机，延长其使用寿命，并防止因过热而导致的事故发生。
综上所述，变频器具有多种调速方法，可以根据不同的应用场景选取合适的调速方式。
通过合理配置和运用变频器的调速功能，可以提高电机的运行效率、降低能耗，实现对电机转速的精确控制，进而提高生产效率和质量。
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一、变频调速与节流调节的计算
流量q v 与转速成正比，即q v2/q v1=n 2/n 1；扬程H 与转速的平方成正比，即H 1/H 2=（n 2/n 1）2；功率与转速的立方成正比功率。
如（1）式所述。
31
23
1212)()(v v v q q n n p p q P ===存在的关系与流量泵与风机的功率 （1）
根据v q 、H 值可以计算泵与风机的功率，即：η
ρ102H q P V =
（2）
式中P ─功率，kW ；v q ─流量，m 3/s ；H ─扬程，m ；ρ─密度，kg/m 3；η─使用工况效率%； 泵与风机的变频节能计算
(1) 变频调速调节与节流调节
对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节，增加了管路的阻尼，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大，如果对风机、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的计算公式，即对风机、泵类、采用挡板调节流量对应电机输入功率P L 与流量q v 的关系：
)(])(
55.045.0[2
kW p q q P e ve
V L += （3） 式中 P L ─额定流量时电机输入功率，kW ；q ve ─额定流量，m 3/s ；
若流量的调节范围（0.5～1）q ve ,由上面的公式及下面的公式可得电机调速调节流量相比节流调节流量所要节约的节电率（Ki ）为：
]
)(55.045.0[)(
1/)(
23
3
ve
v b ve
v L
b ve
v e L L
q q q q P q q P P p p Ki +-
=-=∆=
ηη （4）
式中Ki ─节电率；ηb ─调速机构效率。
从上式分析，节流调速时由于q v /q ve <1，平方后更小于1，乘以0.55再加上0.45仍小于1，却节流后电机的负载变小了，消耗的功率也比额定功率小。
当挡板或阀门全关时，泵与风景空载运行，消耗的功率最少，等于0.45Pc 。
由（1）式可知采用电机变速调节后，电机消耗的功率与实际流量和额定流量比值的三次方成正比，由于变频调速效率高，本身的损耗相比很小，在变频器内部，逆变器功率器件的开关损耗最大，其余是电子元器件的热损耗和风机损耗，变频器的效率一般为95%～98%。
采用变频调速，泵与风机的效率几乎不变，其特性近似满足相似定律，即满足（1）式的关系。
因此（4）式能较准确地计算泵与风机电机变频调速调节相比节流调节所要节约的节电率。
例5.1 某厂离心风机125kW ，实际用风量为0.7，年工作4800h ，准备投资15万元改造为变频器驱动，变频器的效率为96%，估算节电率和投资回收期。
解：由题意知q v /q ve =0.7，由式（4）得节电率为
5.0)
7.055.045.0(96.07.012
3
=⨯+⨯-=Ki 由式（3）得：P L =（0.45+0.55×0.72
）×125=90(kW)
采用风门调节风量时风机所需要的轴功率为90kW 。
变频器调速器调风量时相对调节风门调风量的节电率为0.50。
由条件可知风机每年工作4800h ，年节电量为：4800×90×0.5=216000kW ·h 年节电费(电价0.80元/kW ·h):0.8×216000=17.28万元
投资回收期：投资回收期=设备投资总额（元）÷年节电费（元） =15÷17.28=0.87（年）=10.4（月）
由此可判定该厂离心风机采用变频器驱动后，年节电量216000kW ·h ，年节电费17.28万元，投资回收期10个半月，技术经济效益可观。
二、变频调速与第一类变速调节的计算
第一类变速调节包括液力耦合调速系统和电磁调速系统。
液力耦合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化来传递电动机能量，电动机通过液力耦合器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耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载。
电磁调速系统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、摩擦损耗及从动部分的机械摩擦所产生的。
不论是液力耦合器调速还是电磁调速系统。
它们都没有改变原动机的转速，也就是说主动轮的转速是不变的。
在调速过程中从动轮的转速发生变化，从动轮受的力矩也发生变化，但在忽略各种阻力矩后从动轮的力矩T 2应近似等于主动轮力矩T 1，即：T 2=T 1 (2.1)
而功率P 与转矩T 及转速n 的关系为：
9550
nT P =
(2.2)
在第一类变速调节系统中，原动机通过主动轮输入功率，从动轮获得输出功率。
故它的调速效率应等于的输出、输入功率之比，即可由下式计算：
1
2112221
n n T n T n P P b =
==η （2.3）
式中ηb ─调速效率；，P 1─主动轮输入功率；P2─从动轮输入功率。
设转速差s 为：1
2
1n n n s -=
（2.4）
由式（2.3）及式（2.4）可得：ηb =1－s （2.5）
从式（2.3）及式（2.5）可看出第一类变速调速的效率等于从动机转速与主动机的转速之比。
从动机转速越低，调速效率越低，转速差越大，浪费能源越大。
与之相比变速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。
第一类变速调速的节电率仍可用式（4）计算，但这时的调速效率不同。
第一类变速调速虽比不上变速调速，但比节流调速仍有优势。
例5.2 与例5.1条件相同，若准备投资15万元改造为液力耦合器调速，估算节电率和投资回收期。
并与变频调速相较。
解：因风机流量之比q v /q ve =0.7，可得
7.01
2
12==v v q q n n 由式（2.3）得液力耦合器调速系统调速效率为
7.01
2
==
n n b η 由式（4）得液力耦合器调速系统节电率为
32.0)
7.055.045.0(70.07.012
3
=⨯+⨯-=Ki 由式（3）得：P L =（0.45+0.55×0.72
）×125=90(kW)
采取风门调节风量时风机所需的轴功率为90kW 。
液力耦合器调速系统调风量时相对调节风门调风量的节电率为0.32。
由条件可知风机每年工作4800h ，年节电量为
4800×90×0.32=138240kW ·h
年节电费(电价0.80元/kW ·h):0.8×1328240=11.0592万元
投资回收期：投资回收期=设备投资总额（元）÷年节电费（元） =15÷11=0.87（年）=16（月）
由此可知该厂机离心风机采用液力耦合器调速系统驱动后，年节电量1328240kW ·h ，年节电费11万元，投资回收期1年另4个月。
因同样条件采用变频器驱动后，年节电量216000
锅炉正平衡热效率 η=(Q 1÷BQ r )×100
Q 1－锅炉有效输出热量，kJ/h; Q r －锅炉输入热量kJ/kg;B －锅炉入炉燃料量，kg/h 。
锅炉反平衡测试
η=q 1=100-q 2-q 3-q 4-q 5-q 6)×100
100
)
100100(142k
py py t t q n m q --+=α
式中：q 2－锅炉排烟损失百分率，%；t py －锅炉排烟温度，℃；αpy －排烟处过剩空气系数；
t 1k －锅炉冷空气温度，℃；m,n －经验常数，按照表1选取。
表1 计算排烟热损失的经验常数
工业锅炉的排烟热损失一般为8%～12%,视排烟温度和排烟过量空气系数不同而不同，对于燃煤锅炉，排烟温度每降低15℃左右，可减少排烟热损失1个百分点；对于燃油（气）锅炉，排烟温度每降低20℃～25℃左右，可减少排烟热损失1个百分点；
表2 锅炉散热损失表
机械不完全燃烧热损失就是灰渣（炉渣、漏煤和飞灰）未燃尽残炭造成的热量损失百分比，此
项损失也称固体不完全燃烧热损失。
q 4也称。
可燃气体不完全燃烧热损失q 3的计算：
)100(36.12643q CO Q V q r
gy -⨯=
式中;Vg y －排忧处干烟气体积，m 3
/kg 。
CO －烟气一氧化碳的体积分数，%。
Q r －锅炉输入热量kJ/kg;
供热运行管理与节能技术 主编孙长玉 袁军 机械工业出版社 2208.1书中56页到
74页。
是水力计算。
企业节能技术 主编贾振航 姚伟 高红 编著 化学工业出版社 206.4。