風機水泵節能設備

　　變頻風機水泵節（jiē）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（de），但實際使用中流（liú）量隨各種（zhǒng）因素而變（biàn）化（如季節、溫（wēn）度、工藝、產（chǎn）量等等），往往比最大流量小的多。要減少流量時，通常情況下隻能調節擋板或閥門的開度，即通過關小和開大閥門/擋板的開度來調節流量。閥門控製（zhì）法的實質（zhì）是通過改變管網（wǎng）阻力（lì）大小來改變流量，而這種（zhǒng）控製方式當所需流量減少時，壓力（lì）反而會增加，故軸功率的降低有限（xiàn），此時，過剩的風機、水泵功率將（jiāng）導致壓力（lì）增加造（zào）成（chéng）很大的能量損耗（hào）。

　　一、概述：眾所周知，風機是（shì）應用量大、應用麵廣的通用性機械，與風機配套用的電機耗用（yòng）電量（liàng）約占全國總發電量（liàng）的20%。因此（cǐ）在（zài）鼓（gǔ）風機、引風機（jī）等風機類設備（bèi）上，推（tuī）廣節能技術，取代落後的檔風（fēng）板或閥門載流調節方式，使風機始（shǐ）終處於科學、經濟運行狀態，提（tí）高企業綜合經濟效益（yì）和社會效益，具有十分重（chóng）要的意義。

　　傳統風機流（liú）量的設計均以最大風量需求來設計，其調（diào）整方式采用檔板、風門、回流（liú）、起停電機（jī）等方式控製，無法形成閉環回路控製，也較不（bú）考慮省電的觀念。電氣控製采用直接或Y-△起（qǐ）動，無法具有軟起動的功能（néng），機械衝擊大，傳動係統壽命短，震動及噪（zào）音較大，需要的電源容量大，功率因數較低等是其主要的（de）問題點。

　　從（cóng）流體力學原（yuán）理得知，風機風（fēng）量與轉速及電機（jī）功率相關。當風量減少風機轉速下降時，其電（diàn）動機輸入（rù）功率迅速降低。例（lì）如風量下降到80%時，轉速也下降（jiàng）到80%，其軸功率則下（xià）降到額定功率的51%；若風量下降到50%時，軸功率將下降到額定（dìng）功率20%。采（cǎi）用變頻（pín）調速，改變（biàn）風機電動機（jī）的輸入頻率從而改變電動（dòng）機、風機轉速，達到調節空氣流量的目的，既滿（mǎn）足生產工藝變化的要求（qiú），又節省電能，是一舉多得的最佳措施。

　　二、節電原理

　　任何利用交流感應電動（dòng）機作為（wéi）電（diàn）力傳動方式的生產機械，電動（dòng）機的功率是按最大負（fù）荷期（qī）額定負荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運行，電動機工作於滿電壓（yā）、滿速度而（ér）負載很小，也（yě）會有很多時間空載運行，由電機設計和運行特性（xìng）可以知道，電動（dòng）機隻有運行在滿載時才是效率最高、功率（lǜ）因（yīn）數COS￠最佳狀（zhuàng）況,輕載時降低（dī），空載（zǎi）時甚（shèn）至降到（dào）0.3以下（xià），造成許多不必要（yào）的電能損耗。現在采用檢測負載大小的方法，根據負載的減少，適當降低定子電壓可（kě）以提高效率（lǜ），這（zhè）是因為當輕載（zǎi）、空載時定子電流有功分量（liàng）很小，而主要是勵磁的無功電（diàn）流，因此COS￠很（hěn）低，而空載損耗中（zhōng）占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很（hěn）低。如果（guǒ）適當降低定子電（diàn）壓，見電機定（dìng）子感應電勢公式：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其中: U1—定子每相繞組串（chuàn）聯匝數；KN1由（yóu）於輕載、空載時定子電流很小，可（kě）以忽略定子繞組的漏阻（zǔ）抗壓降，所以U1≈E1，當其（qí）他條件不變時，降低定子電壓U1，則（zé）￠m比例下降,也即勵磁無功電流（liú）IM也成比例下降（jiàng），這樣（yàng）定子電流中的無功分（fèn）量減少（shǎo）了，COS￠就提（tí）高了，適當控製可以接近最佳（jiā）值。另（lìng）外，其他條（tiáo）件不變，定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2

　　其中：PFel—定子鐵（tiě）耗；pFeIN —定子額定鐵（tiě）耗（hào）；

　　UIN —定子額定端電壓。

　　可以看出（chū），隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這（zhè）就是輕（qīng）載降壓節電的道理。

　　調速節能

　　根據可變速機械的相似定理：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其中：Q—流體的流量；n—風機、泵的軸轉速（sù）；

　　M—軸轉矩；P—軸（zhóu）功（gōng）率。

　　通常需要改變負載時，是（shì）用檔板（bǎn）或閥門（mén）調節，這時輸（shū）入功率變化不大（dà），大量能量以壓差的（de）形式損耗在檔板、閥門上（shàng）了（le），不僅能耗大而且檔（dàng）板、閥門磨損易壞，噪聲也（yě）大。由上麵公式可見，隻要改變n，測（cè）流量Q成比例（lì）變化，達到調節（jiē）Q的目的（de），而軸功率可大大減少（shǎo），如Q＇=1/2，則（zé）P＇=1/8×P，軸（zhóu）上（shàng）功率僅為額（é）定時的12.5%，還能（néng）節能（節電）80%以上，當然（rán）這是理（lǐ）想的，考其他因素，節能率要小些。另外，即使對於許多“恒轉（zhuǎn）速”性質（zhì）的機械，如活塞式空壓機等，用調速改變負載（zǎi），也有明顯的節能效果，這是因為降速後（如用（yòng）變頻調速）電機和生產機械（xiè）的多種損耗（hào）都隨轉速風速下降（jiàng），效率都比機械方法有很大提高。

　　軟起動節能

　　通常感應電（diàn）動機采用直接接入電（diàn）網起（qǐ）動的（de）方（fāng）法，電（diàn）動機（jī）的起動電（diàn）流為額定時的（de）5~7倍（bèi）不僅損耗大，對電網衝擊（jī）也大，機（jī）械磨損，振動都大，如果用變頻調速起動，可以將起動電流限製到很小，如果滿載起動，也隻要比額定電流稍大就可（kě）以了（le），這樣起（qǐ）動損耗大大降低，既不衝擊電網，又不衝擊機械。

　　功率因數COS￠改善的好處

　　采用變頻調速，由於（yú）變頻器中有直流電（diàn）容器的隔離作用（yòng），使輸入的功率因數接近於電動機的勵磁無功電流由電容器提供，這樣可以（yǐ）節省很大（dà）的一塊電網（wǎng）容量，一般可節省30%左（zuǒ）右，所以很多大型企業中（zhōng）大容量設備進行變頻調速改造後，可（kě）以增加不少新設備而不（bú）需擴容。

　　三、產品特點

　　* 節省電能（néng），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，電網功率因數可較大幅度（dù）的提高（gāo）。

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

　　* 減輕電機軸承等運（yùn）動部件的磨損程度，延長其（qí）使用（yòng）壽命。

　　* 具有完善的保護（hù）和自保（bǎo）護功能保證設備安全運（yùn）行。

　　* 設備故障率下降（jiàng），可（kě）靠性提高，減少備品（pǐn）備件消耗，降低維（wéi）修成本。

　　* 數碼智（zhì）能控製，具有強大的自變功能，適時（shí）動態調節，自動適應負載工況的變化，無需人工（gōng）調整。

　　* 市電、節電（diàn）切（qiē）換，風機、空壓機、水泵智（zhì）能控製節電器具有完善（shàn）的市電、節電（diàn）轉換功能，特殊情況下（xià），節電調速器發生故障，可以切換到市電運行，不（bú）會影響設（shè）備（bèi）的正常運行。

　　四、適用範圍

　　該產品（pǐn）廣泛用於工業（yè）、供暖鍋爐（lú）、水泥廠爐窯（yáo）、煤礦、冶金行業高爐、轉爐、化肥廠、製藥（yào）廠、汙水處（chù）理廠、油田（tián）、石油（yóu）化工廠、紡織機械、自（zì）來水供水公司及空壓機和中央（yāng）空調等行業、企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（gāo）壓（yā）注（zhù）水泵等設備的（de）變頻（pín）調速及流量、流速和壓（yā）力調節控製等。