風機水泵節能設備

　　變頻風機水泵節能控製係統

　　在通風或供水係統中，風機和水泵的功率都是根據最大流量來選擇的，但實際（jì）使用中流量（liàng）隨各種因素而（ér）變化（如（rú）季節、溫度、工藝、產量等等），往（wǎng）往比最大流量小的多。要減少流量時，通（tōng）常情況下隻（zhī）能調節擋板或閥門的（de）開度，即通過關小和開大閥門/擋板的開度來調節流量。閥（fá）門控製法的實質是通過（guò）改變管（guǎn）網阻力大小來改變流量，而這種控製方式當所需流量減少（shǎo）時，壓力（lì）反而（ér）會增加，故軸功率的降低有限，此時，過剩（shèng）的風機、水泵功率將導致壓力增加（jiā）造成（chéng）很大的能量損（sǔn）耗。

　　一、概（gài）述：眾所周知，風機是應用量大、應用（yòng）麵廣的通用（yòng）性機械，與風機配套（tào）用的電機耗用電量約占全國總發（fā）電量的20%。因此在鼓風機、引風機等風機類設（shè）備上，推廣節能技術，取代落後的檔風板或閥門載流調節方式，使風機始終處於科學、經濟運行狀態，提高（gāo）企業（yè）綜合（hé）經濟效益和社會效益，具有十分重要的（de）意義。

　　傳（chuán）統（tǒng）風機流量的設計均以最大風量需求來（lái）設計，其調整方式采用檔板、風門、回流、起停電機等（děng）方式控製，無法形成閉環回路控製，也較不考慮省電的觀念。電氣控製采用直（zhí）接或Y-△起動，無法具有軟起動的功能，機（jī）械衝（chōng）擊大，傳動係統（tǒng）壽命短，震動及噪音較大，需要的電（diàn）源容量大，功率因數較低等（děng）是其主要的（de）問題點。

　　從（cóng）流體力學原理得知，風機風量與（yǔ）轉速及電機功（gōng）率相關。當風量減少風機（jī）轉速下降時，其電動機輸入功率迅速降（jiàng）低。例如風量下降到80%時，轉速（sù）也下降到80%，其軸功率則下降到額定功（gōng）率的51%；若風量下降到50%時，軸功率將下降（jiàng）到額定功率20%。采用變頻調速，改變（biàn）風（fēng）機（jī）電動機的輸入頻率從而（ér）改變電動機、風機轉速，達到調節空氣流量的目的，既滿足生產工藝變化的要（yào）求，又（yòu）節省電能，是（shì）一（yī）舉多（duō）得的（de）最佳措施。

　　二、節電（diàn）原理（lǐ）

　　任何利用交流感應電動機作為電力傳動方（fāng）式的（de）生產機械，電動機（jī）的功率是按最大負荷期額定負荷選擇的。而工作時絕大部分（fèn）不（bú）能滿載運行，電動（dòng）機工作於（yú）滿電壓、滿速度而負載很小，也會有很多時間空（kōng）載運行，由電機設計和運行特性可以知道，電動機隻有運行在滿載時才（cái）是效率最高、功率因數COS￠最佳狀況,輕載時降（jiàng）低（dī），空載時甚至降到0.3以（yǐ）下，造成許多不必要（yào）的電能損耗。現在采用檢（jiǎn）測負載大小的方（fāng）法，根據負載的減（jiǎn）少，適當降低定（dìng）子電壓可以（yǐ）提高效率，這是因為當輕載、空載時定子電流有功分量很小，而主要是勵磁的無功電流，因此COS￠很低，而空載損耗中占主要成份的是定（dìng）子滿電壓的鐵損耗（hào），一點（diǎn）沒有減少，所以效率很低。如（rú）果適當降低定子電壓，見（jiàn）電機定（dìng）子感應電勢公式：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其中: U1—定子每相繞組串聯匝（zā）數；KN1由於輕（qīng）載、空載時定子電流很小，可（kě）以忽略定子繞組（zǔ）的漏阻（zǔ）抗壓降，所以U1≈E1，當其他條件不變時，降低定子電壓U1，則￠m比例下（xià）降,也即（jí）勵磁無功（gōng）電流IM也成比例下降，這樣定（dìng）子電流中的無（wú）功分量減少了，COS￠就提高了（le），適當控製可以接近最佳值。另外，其（qí）他條件不（bú）變（biàn），定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2

　　其中：PFel—定（dìng）子鐵耗；pFeIN —定子額定鐵耗（hào）；

　　UIN —定子額定端電壓。

　　可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例（lì）迅速下降，這樣輕載、空載時（shí）占（zhàn）主要損耗的鐵（tiě）耗大量減少，使電機的運行效（xiào）率（lǜ）大大（dà）提高，這就是輕載降壓節電的道理。

　　調速節能

　　根據可變速機械的相似（sì）定理：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其中：Q—流（liú）體的流量；n—風機、泵的軸轉速；

　　M—軸轉矩；P—軸功率。

　　通常需要改變（biàn）負載時，是用檔板（bǎn）或閥（fá）門調節（jiē），這時輸入功率變化不大，大（dà）量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門上（shàng）了，不（bú）僅（jǐn）能耗大而且檔板、閥門磨損易壞，噪聲也大。由（yóu）上麵公式可見，隻要改變n，測流量Q成比例變化，達到調節Q的目的（de），而軸功（gōng）率可大大減少，如Q＇=1/2，則（zé）P＇=1/8×P，軸（zhóu）上功率僅為額定時的12.5%，還能節能（節電）80%以上，當然這（zhè）是理想的，考其他因（yīn）素，節能率要小些。另外，即使對於許多“恒轉速（sù）”性質的機械，如活塞式空壓（yā）機等，用調速改變負載，也有明顯的節能效果，這是因為降速後（如用變頻調速）電機和生產機械的多種損耗都隨轉（zhuǎn）速風速（sù）下降，效率都（dōu）比機械方法有很大提高（gāo）。

　　軟起（qǐ）動節能

　　通常感應電動機采用直接接入電網起動的方法，電動機的起動電流為額定時的（de）5~7倍不僅損耗大，對電網衝（chōng）擊也大（dà），機械磨損，振動都（dōu）大（dà），如果用變頻調速起動，可（kě）以將起動電流限製到很小，如果滿載起動（dòng），也隻要比額定電流（liú）稍大就可以了，這樣起動損耗大大降低，既不衝擊電網，又不衝（chōng）擊機械。

　　功率因數COS￠改善的好處

　　采用變（biàn）頻調速，由（yóu）於（yú）變頻器（qì）中有直流電容器的隔離作用，使輸入的功率因數（shù）接近於電動機的勵（lì）磁（cí）無功電流由電容器（qì）提供，這樣可以節省很大的一塊電網容量（liàng），一般可節省30%左右，所以很多大型企業中大容量設備進行變頻調（diào）速改造後，可以增加不少新設備而（ér）不需（xū）擴容。

　　三、產品特點

　　* 節省電能，降低能源消耗，節約生產成本，節電率達到20%以上。

　　* 提高電網功率因數，節省就地補償裝置，電網功率因數（shù）可較大幅度的（de）提高。

　　* 平滑啟動，消除啟（qǐ）動時的大電流（liú）衝擊，啟動時電機電流可限製在其額定電流的120%以內。

　　* 減輕（qīng）電機軸（zhóu）承等運動部件的磨損程度（dù），延長其使用（yòng）壽命。

　　* 具有完善的保護和自保護功能保證設備安全運行。

　　* 設備故障率（lǜ）下降，可靠性提高，減少備品備件消耗，降低維修成本。

　　* 數碼智能控製，具有強大的自變功（gōng）能，適時動態調節，自動適應負載工況的變（biàn）化，無需人（rén）工調整。

　　* 市電、節電切（qiē）換，風機、空壓機、水泵智能控製節電器具有（yǒu）完善的市（shì）電、節電轉換功能，特殊情況下，節電調速器發生故障，可以切換到（dào）市（shì）電運行，不會影（yǐng）響設備的正常運行。

　　四、適用（yòng）範圍

　　該產品廣泛用於工業、供暖鍋爐（lú）、水泥廠爐窯、煤礦、冶金行業高爐、轉爐、化肥廠、製藥廠、汙（wū）水處理廠、油田、石油化工廠、紡織機械、自來水（shuǐ）供水公司（sī）及空（kōng）壓機和中央空調等（děng）行業、企（qǐ）業和場合的離心式風機、軸流風機、蘿茨風機、空氣壓縮機、離心泵、潛水泵、循環泵、潛水泵、輸油泵、高壓注水泵等設備的變頻調速及流量、流速和壓力調節控製等（děng）。