变频器的节能计算方法
变频器的节能原理
变频调速节能装置的节能原理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、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。
3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。
节省了设备的维护费用。
在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负载，占整个用电设备能耗的40%左右，电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。
这是因为：一方面，设备在设计时，通常都留有一定的余量；另一方面，由于工况的变化，需要泵机输出不同的流量。
随着市场经济的发展和自动化，智能化程度的提高，采用高压变频器对泵类负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有好处，又是节能和设备经济运行的要求，是可持续发展的必然趋势。
老泵站循环水泵变频改造节能计算
老泵站2-3、5-6两套循环水泵变频改造（一拖二）节能计算一、概况：1-9号发电机组(燃煤)设计配有七台循环水泵，额定排量3056立升/秒、扬程为26.3 m，其中1-4号配用JRZ170/39-12型电动机，额定功率1000kW，额定电压6kV、额定电流120A，5-7号配用ДAД170/44-12型电动机，额定功率1100kW，额定电压6kV、额定电流138A，电机无调速装置，靠起停备用电动机来控制流量。
二、单套循环水泵变频改造（一拖二）节能计算：1、循环水泵现场运行数据：1）#1-9 发电机组容量：500 MW2）配置循环水泵数量：7 台（正常5 用2 备）3）循环水泵参数：（表一）4）配套电机参数：1-4#循环水泵电动机参数（表二）：5-7#循环水泵电动机参数（表三）：5）发电机组电价：上网电价：0.25元/kW·h6）发电机全年工作时间：7000h2、工频状态下的年耗电量计算：P g：电动机总功率；I：电动机输入电流；η：电动机效率；U：电动机输入电压；cosφ：功率因子。
计算公式：P g=3×U×I×cosφ×η…①电动机在工频状态下，各负荷电动机实际功耗计算值见下表。
C g：年耗电量值；T：年运行时间；δ：单负荷运行时间百分比。
累计年耗电量公式：C g= T×∑（P g×δ）…②C g=7391154.12kW·h因此，采用工频运行时，每年循环水泵耗电量约为739.12万度电。
3、变频状态下的年耗电量计算：电动机在变频状态下，各负荷电动机实际功耗计算值见下表。
C b：年耗电量值；T：年运行时间；δ：单负荷运行时间百分比。
累计年耗电量公式：C b= T×∑（P b×δ）…②C b =5692945.44kW·h因此，采用工频运行时，每年循环水泵耗电量约为569.29万度电。
4、节能计算：年节电量：ΔC= C g－C b = 739.12－569.29= 169.83万kW·h节电率：（ΔC/C g）×100% =（169.83 / 739.12）×100% =22.98%2、3号循环水泵经变频改造（一拖二）后，预计每年可节约169.83万度，折合发电成本：169.83×0.25=42.46万元。
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。
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
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.。
变频器功率计算
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。
如果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。
对于恒转矩负载，T= T1 = T2=常数，所以，转差离合器的效率： 电磁调速电机为鼠笼式电机，由于输入功率和转矩均保持不变，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)可以清楚看到，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，节省的能量直接可用(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。
由于液力偶合器的结构与电磁转差离合器类似，仿照电磁调速器效率的计算方法，可得： 同样，用(12)式可计算将液力耦合器调速改造为变频调速后的节能量。
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的串接电阻的方法调速，随着转子串接电阻的增大，不但可以方便地改变电机的正向转速，在位能负载时，还可使电机反向旋转和改变电机的反向转速，因此这种调速方式在起重﹑冶金行业应用较多。
节能计算方法
节能计算一﹑概述据统计，全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。
由于考虑起动、过载、安全系统等原因，高效的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的运行状态，这样可节省大量的电能。
生产机械中电动机的负载种类千差万别，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﹑恒转矩负载的节能进行估算。
所谓估算，即在变频器投运前，对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。
变频器一旦投运后，用电工仪表测量系统的节能量更为准确。
现假定，电动机系统在使用变频器调速前后的功率因数基本相同，且变频器的效率为95%。
在设计过程中过多考虑建设前，后长期工艺要求的差异，使裕量过大。
如火电设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉的鼓风机,引风机的风量裕度分别为5%和5~10%，风压裕度为10%和10%~15%，设计过程中很难计算管网的阻力，并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题，通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据，但风机的系列是有限的，往往选不到合适的风机型号就往上靠，大20%~30%的比较常见。
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，则增加了管路系统的阻尼，造成电能的浪费；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。
由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能的实施。
本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。
二、节能的估算1﹑风机﹑泵类平方转矩负载的变频调速节能风机﹑泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的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，节省的电量为全国总用电量的9%，这将产生巨大的社会效益和经济效益。
高压变频器节能计算
高压变频器节能计算高压变频器节能计算摘要：降低厂用电率，降低发电成本，提高上网电能的竞争力，已成为各火电厂努力追求的经济目标。
近几年电网的负荷峰谷差越来越大，频繁的调峰任务使部分辅机仍然运行在工频状态下，造成大量电能流失。
本文着重介绍了高压变频器的工作原理及实际运行情况的详细节能分析，使我们对其节能效果以及典型风机水泵节能计算有了更进一步认识。
因此得出结论高压变频调速技术的日趋成熟，在电力系统中广泛应用，节能效果明显。
关键词：调速高压变频器功率单元IGBT节电率一、引言众所周知，高压电动机的应用极为广泛，它是工矿企业中的主要动力，在冶金、钢铁、化工、电力、水处理等行业的大、中型厂矿中，用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械。
其消耗的能源占电动机总能耗的70%以上，而且绝大部分都有调速的要求，由于高压电机调速方法落后，浪费大量能源而且机械寿命降低。
上世纪90年代，由于变频调速技术在低压电动机应用得非常成功，人们开始研究高压电动机变频技术的应用，设计了高-高电压源型变频技术方案。
该方案采用多电平电路型式（CMSL），由若干个低压PWM 变频功率单元，以输出电压串联方式（功率单元为三相输入、单相输出）来实现直接高压输出的方法。
经过我厂多方调研、比较，最后选择同利德华福电气技术合作。
本文将从HARSVERT-A系列高压变频器的工作原理及实际运行状况两方面分析豫新发电厂引风机、凝结水泵的节能情况。
二、高压变频器的工作原理（一）变频器的结构：现以6kV五级单元串联多电平的高压变频器为例。
1．系统主回路：部是由十五个相同的功率单元模块构成，每五个模块为一组，分别对应高压回路的三相，单元供电由干式移相变压器进行供电，原理如图1。
图1：变频器的结构2．功率单元构成：功率单元是一种单相桥式变换器，由输入干式变压器的副边绕组供电。
经整流、滤波后由4个IGBT以PWM方法进行控制（如图2所示），产生设定的频率波形。
变频器中所有的功率单元，电路的拓扑结构相同，实行模块化的设计，控制通过光纤发送至单元控制板。
变频调速的计算
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。
31231212)()(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：ηρ102H 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[2kW p q q P e veV 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/)(233vev b vev Lb vev e L Lq 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 。
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。
变频器节能计算的方法,格式
节能计算1. 离心式风机1.1 不考虑压力，调节风量时的能耗比较流量（%）功率%叶片调节液力偶合器变频调速挡板调节图1 风机各调节方式的能耗-流量曲线上述均为百分比，100%流量为风机的额定流量，100%功率为工频额定工况运行时消耗功率（即电机输入功率= 风机额定轴功率/电机效率，电机效率一般为93-96%，额定功率较大者效率较高）。
变频调速时的节能量即为两种调节方式的能耗差值（百分比乘额定消耗功率）。
需要了解的参数：电机：型号、额定功率P N、额定电流I N、额定电压U N、额定功率因数COSΦN、额定转速风机：型号、特性曲线、额定流量Q N、额定全压H N、额定轴功率N N、额定转速运行工况：现有调节方式、实际需求流量Q、运行电压U、运行电流I（或实际消耗功率P）计算步骤：●电机额定效率ηN = P N/（1.732I N U N COSΦN）式（1-1）●额定消耗功率P IN = N N /ηN 式（1-2）●根据Q/Q N*100%从图1查出变频调速时的节约功率百分比，乘上P IN即为变频运行时的节约功率△P。
●△P 乘上运行时间（小时）即为节约电度数。
1.2 不考虑流量，仅调节压力假设采用变频调速后，不考虑风阻的变化，将压力从工频运行时的H1下调到H2。
需要了解的参数：电机：型号、额定功率P N、额定电流I N、额定电压U N、额定功率因数COSΦN、额定转速风机：型号、特性曲线、额定流量Q N、额定全压H N、额定轴功率N N、额定转速运行工况：工频运行压力H1、实际需求压力H2、运行电压U、运行电流I（或实际消耗功率P）计算：●计算工频运行时的消耗功率P●计算变频运行时的消耗功率P1=（H2/H1）1.5 *P/0.96式（1-3）●节约功率△P = P – P1●△P 乘上运行时间（小时）即为节约电度数。
运行功率的几种计算方式：●装有功率表：直接查表●装有电度表：P = 电度数（度）/记录时间（小时）●仅知道电流I和电压U：（1-COS2ΦN）I4NP = √3 U ×I2 －————————√（2I N-I）2式（1-4）2. 离心式水泵2. 1 当不考虑压力，仅调节流量时阀门调节功率%流量（%）变频调速图2 水泵不同调节方式的能耗-流量曲线上述均为百分比，100%流量为水泵的额定流量，100%功率为工频额定工况运行时消耗功率（即电机输入功率 = 水泵额定轴功率/电机效率）。
变频器功率计算
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。
如果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。
对于恒转矩负载，T= T1 = T2=常数，所以，转差离合器的效率：电磁调速电机为鼠笼式电机，由于输入功率和转矩均保持不变，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)可以清楚看到，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，节省的能量直接可用(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。
由于液力偶合器的结构与电磁转差离合器类似，仿照电磁调速器效率的计算方法，可得：同样，用(12)式可计算将液力耦合器调速改造为变频调速后的节能量。
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的串接电阻的方法调速，随着转子串接电阻的增大，不但可以方便地改变电机的正向转速，在位能负载时，还可使电机反向旋转和改变电机的反向转速，因此这种调速方式在起重﹑冶金行业应用较多。
变频器节能计算方法
变频调速节能量的计算方法一﹑概述据统计，全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。
由于考虑起动、过载、安全系统等原因，高效的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的运行状态，这样可节省大量的电能。
生产机械中电动机的负载种类千差万别，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﹑恒转矩负载的节能进行估算。
所谓估算，即在变频器投运前，对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。
变频器一旦投运后，用电工仪表测量系统的节能量更为准确。
现假定，电动机系统在使用变频器调速前后的功率因数基本相同，且变频器的效率为95%。
在设计过程中过多考虑建设前，后长期工艺要求的差异，使裕量过大。
如火电设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉的鼓风机,引风机的风量裕度分别为5%和5~10%，风压裕度为10%和10%~15%，设计过程中很难计算管网的阻力，并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题，通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据，但风机的系列是有限的，往往选不到合适的风机型号就往上靠，大20%~30%的比较常见。
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，则增加了管路系统的阻尼，造成电能的浪费；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。
由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能的实施。
本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。
二、节能的估算1﹑风机﹑泵类平方转矩负载的变频调速节能风机﹑泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的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，节省的电量为全国总用电量的9%，这将产生巨大的社会效益和经济效益。
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=0.729P50（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=0.729P50=0.729×250=182.28 KW/h（4）单台电机节能：250-182.25=67.75 KW/h;为原耗电量节约为67.75/250×100%=27.1%（5）年节能：250kw×24h×30d×12m×27.1%＝585360KW；按1KW/h电费0.45元计算年节约共计585360×0.45＝263412元。
2. 公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）P45=0.729P50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。
变频调节能量的计算方法
变频调节能量的计算方法
首先，我们来计算输入能量。
输入电能是指变频器从电网中获得的能量，也称为电源能量。
要计算输入能量，需要知道变频器的输入电压和电流。
输入能量的计算公式为：
输入能量=输入电压×输入电流×时间
输入电流可以通过变频器的额定电流和负载状态来确定。
因此，可以通过测量输入电压和输入电流，并将其乘以操作时间来计算输入能量。
接下来，我们来计算输出能量。
输出能量是指变频器传递给负载的能量，也称为有效功率。
输出能量的计算需要知道变频器的输出电压和输出电流。
输出能量的计算公式为：
输出能量=输出电压×输出电流×时间
输出电流可以通过变频器的负载状态和额定电流来确定。
因此，可以通过测量输出电压和输出电流，并将其乘以操作时间来计算输出能量。
最后，我们来计算调节能量。
调节能量是指变频器在调节负载工作状态时传递给负载的能量，它是输入能量和输出能量之间的差值。
调节能量的计算公式为：
调节能量=输入能量-输出能量
调节能量表征了变频器在控制负载工作状态期间消耗的能量，它可以用来评估变频器的效率和节能性能。
需要注意的是，在实际的应用中，为了准确计算能量，还需要考虑一些其他因素，如变频器的功率因数、损耗和效率等。
此外，变频器的输入
电压和输出电压可能会随着时间的变化而改变，因此，需要根据实际情况动态调整计算方法。
总结起来，变频调节能量的计算方法包括计算输入能量、计算输出能量和计算调节能量。
这些计算方法可以帮助评估变频器的效率和性能，并为变频器应用提供参考。
变频器功率计算
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。
如果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。
对于恒转矩负载，T= T1 = T2=常数，所以，转差离合器的效率：电磁调速电机为鼠笼式电机，由于输入功率和转矩均保持不变，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)可以清楚看到，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，节省的能量直接可用(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。
由于液力偶合器的结构与电磁转差离合器类似，仿照电磁调速器效率的计算方法，可得：同样，用(12)式可计算将液力耦合器调速改造为变频调速后的节能量。
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的串接电阻的方法调速，随着转子串接电阻的增大，不但可以方便地改变电机的正向转速，在位能负载时，还可使电机反向旋转和改变电机的反向转速，因此这种调速方式在起重﹑冶金行业应用较多。