变频器应用现场计算公式

变频器应用现场计算公式

1、电机转速计算公式

一般异步电机转速n与同步转速n1存在一个滑差关系

n1—同步转速(r/min) ; f1—定子供电电源频率(Hz) ; P—磁极对数; n—异步电机转速

(r/min) ; S—异步电机转差率(10%以下，一般取3%)。

2、转矩计算公式

TT MM=9550P反之PP=TT MM∗n9550

T是转矩，单位N·m ；P是输出功率，单位KW ；n是电机转速，单位r/min 3、制动电阻计算公式

能耗制动电阻的阻值可由下式计算：

RR BB=U D2

0.1047(T B−0.2T M)n1

U

取值700V；T B是制动力矩，单位是N•m（牛米）；n1是减速开始时的速度；R B D

是制动电阻阻值；P 是电机的额定（输出）功率单位是千瓦（KW）；n 是额定转速，单位是转每分(r/min)；T M是电机的额定转矩，单位是N•m

能耗制动电阻的功率，按长期工作制考虑时计算如下：

P LO≈U D2/R B

根据实际工况，可以适当减小制动电阻R B的功率，一般按上式计算功率的约1/3进行选

择。若想增加制动力矩，可以适当减小制动电阻阻值，同时应放大其功率。

制动电阻快速取值法：

【R min=U D/I MN】≤R B≤【R max=2U D/I MN】

150%的制动力矩 80%的制动力矩

R B――制动电阻阻值U D――直流电压（通常按680V计算）R Min――制动电阻最小取值

I MN――电动机额定电流（实际取变频器的额定电流） R Max――制动电阻最大取值

节能计算公式

水泵：

一、挡板调节电机的功率：

电机的输入功率P为：P=1.732×U×I×co s∮

电机的输出功率Pn（轴功率）＝额定功率

电机的效率n1＝电机的输出功率/电机的输入功率=P1/P=η

流体力学三定律可知：

Q1/Q2=n1/n2; H1/H2=(n1/n2)2; P1/P2=(n1/n2)3; P=H×Q

式中:Q1、H1、P1—水泵在n1转速时的水量、水压、功率;

Q2、H2、P2—水泵在n2转速时相似工况条件下的水量、水压、功率。

假如转速降低一半，即:n2/n1=1/2，则P2/P1=1/8，可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。

水泵功率为315kW，年运行时间8000h，水泵流量Q和压力H在采用阀门调节流量时近似满足如下关系:H=A-(A-1)Q2，其中A为水泵出口封闭时的出口压力，约为140%。

70%流量时电机的输入功率

P0.7档=Pn×0.7Q×0.7H/η

= Pn×0.7×〔1.4-(1.4-1) ×0.72〕/η

55%流量时电机的输入功率

P.0.55档=Pn×0.55Q×0.55H/η

= Pn×0.55×〔1.4-(1.4-1)〕×0.552〕/η

用挡板时一年总消耗的功率数为：

P（档）总＝P0.7档×年工作时间＋P.0.55档×年工作时间

二、变频调速时电机功率

70%流量时电机的输入功率

（P0.7变＝Pn×(70/100)3/n1/n2）

P变频=1.732×U变×I变×n2

其中n1为电机效率n2变频器效率

55%流量时电机的输入功率

（P0.55变＝Pn×(55/100)3/n1/n2）

P变频=1.732×U变×I变×n2

其中n1为电机效率n2变频器效率

用变频时一年总消耗的功率数为：

P（变）总＝P0.7变×年工作时间＋P.0.55变×年工作时间

三、总节能数量

用变频比用挡板全年能节省的电能为P（档）总－P（变）总*时间单位为KW.H

相同流量条件下单泵工频状态闸阀节流调节与变频调节的功率比较

由电动机轴功率计算公式P=ρgQH/(1000×η)可以得到:

闸阀节流调节时电动机输入功率:

Pg=ρg×Q2×Hb/(1000×η1) (1)

变频调节时电动机输入功率:

Pf=ρg ×Q2×Hc/(1000×η2) (2)

式中:ρg—流体密度(kg/m3)与重力加速度

(9.81m/s2)乘积;

Q2—泵排出流量(m3/s);

Hb—闸阀节流调节泵的扬程(m);

Hc—变频状态泵的扬程(m);

η1—闸阀节流调节泵效;

η2—变频调速的泵效。

(1)式-(2)式:

ΔP=Pg-Pf

=ρg Q2×(Hb/η1-Hc/η2)/1000 (3)

因Hb-Hc=△H，故Hb＞Hc ，又η1＜η2，所以△P＞0，由此可得相同流量条件下，单泵变频调速控制流量较工频下闸阀节流调节减少了功率消耗的定论。显然，变频调速节能主要原因是消除了泵排除阀的压头损失和在高效区运行减少了电动机输入功率。

风机

一、风机的基本参数

(1) 风量Q—单位时间流过风机的空气量(m3/s，m3/min，m3/h);

(2) 风压H—当空气流过风机时，风机给予每立方米空气的总能量(kg·m)称为风机的全压Ht(kg·m/m3),其由静压Hs和动压Hd组成。即Ht=Hs+Hd;

(3) 轴功率P—风机工作有效的总功率，又称空气功率;

(4) 效率η—风机轴上的功率P除去损失掉的部分功率后剩下的风机内功率与风机轴上的功率P之比，称为风机的效率。

二、风机的相似理论

风机的流量，运行压力，轴功率这三个基本参数与转速间的运算公式极其复杂，同时风机类负荷随环境变化参数也随之变化，在工程中一般根据风机的运行曲线，进行大致的参数运算，称之为风机相似理论:

Q/Qo=n/no

H/Ho=(n/n0o)2(ρ/ρo)

P/P0=(n/no)3(ρ/ρo)

式中:Q—风机流量;

H—风机全压; n—转速; ρ—介质密度; P—轴功率。

风量Q与电机转速n成正比,Q∝n.;风压H与电机转速n的平方成正比,H∝n2;轴功率P与电机转速n的立方成正比，P∝n3。

三、风机电动机所需的输出轴功率为:

P=QH/(ηTηF)

式中:ηT—风机的效率;ηF—传动装置的效率

四、转速与采用档板调节流量消耗功率的差值

采用改变风机转速和改变管网特性进行风量的调节，在调节相同风量时，其风机的特性曲线(H-Q曲线)变化不同，二种调节方法的运行工况点也不同，其运行的对比如图13所示。