本文分析了風機。泵類調速運行的特點，闡述了變頻調速節能的基本原理，并介紹了變頻調速技術在我廠風機及水泵節能改造中的應用。

　　當恒速電動機驅動風機、水泵（流體負載）等需要控制流量的機械時，傳統的做法是用檔板或閥門等節流裝置來調節流量，這種方法把大量的能量消耗在節流裝置及管道的摩擦發熱上，系統效率很低。

　　如改用電動機調速來改變流量，則系統效率大為提高。而采用直流電動機調速，雖然具有良好的調速性能，但直流電動機體積大、價格高、維護困難、換向問題突出，不適宜惡劣環境，其他調速方案又都不理想。變頻調速是八十年代迅速發展起來的一種新型交流調速技術經理論和實踐證明，風機和泵類的流量控制的比較佳選擇是采用變頻調速器控制。

　　變頻調速以優異的調速性能、顯著的節能效果、完善的保護功能、全面的智能化操作，價格也下降到用戶可以普遍接受的程度，而逐步進入普及應用階段。它具有工作效率高、調速范圍寬、輸出特性硬、通用性強、節能潛力大，尤其是可以大幅度節約電能，節電率高達30%~50%?般兩年之內可收回投資。

　　二、風機和泵類調速運行的特點風機、泵類負載的共同特點是：轉速在20%范圍內變化時，效率大致不變，而從流體力學理論可知其變速性能為（以風機為例）風量與轉速的一次方成正比，風壓與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的三次方成正比。即當風機轉速從n變到n'時，風量、功率和風壓的關系如下：后的風量、功率和風壓。

　　?傳動效率；n?風機效率；三、風機、泵類變頻調速節能的基本原理根據需要的風量用變頻器調節電動機轉速，而轉速的立方與功率成正比，它與調節風門檔板來改變風量的方法相比，有明顯的節能效果，如圖i所示（以風機為例）。

　　中的曲線R1為負載阻力特性曲線（風門全開），曲線n1為風機恒轉速下的Qp特性曲線，R1與n1兩曲線相交于A點，對應的p1Q1為穩定的工作點（工況點）。假設設計風機時A點效率比較高，輸出風量為100%.如果需將風量從Q1減少至Q2，采用風門擋板調節流量時工作點沿著n1曲線從AB點，這時的負載阻力曲線就變成R2（管道阻力變大），R2與n1兩曲線相交于B點。而反映軸功率變化的是矩形面積由AQ1Op1變為BQ2Op2從圖中可以看出，B點風壓有所大，軸功率減少不多。如果采用變頻調速調節流量時，其負載阻力特性仍為R1不變，而改變電動機轉速從n1降至n2，n2時的Qp曲線與R1曲線交于C點，可見在滿足風量Q2的情如窯內壓力從測壓點由壓力變送器發出表1風機、水泵變頻調速應用實例序號使用地點設備類型電動機容量原風量（流量）調節方式變頻器節電（%）投資回收期（月）電價（元/度）1抽屜窯排煙風機45kW閥門富士29230. 572抽屜窯羅茨風機37kW放風富士48140.573水泵房水泵22kW閥門三菱電機43160.況下，風壓降低，功率P大幅度下降（矩形面積減至CQ2Op3）節能效果十分明顯。

　　當采用風門調節流量為Q2時，所耗功率為：當采用電動機調速調節流量為Q2時，所耗功率見中的陰影部分即為調速法比調節風門法節約的電動機軸功率。

　　例如：（1）如果風量減少到原來的80%，若采用變頻調速使轉速也下降到原來的80%時，則其軸功率下降到額定功率的51.（2）如果風量減少到原來的50%，其軸功率可下降到額定功率的125%.當然，還需注意到由于轉速降低而導致電動機效率的下降，既使如此節能效果也是相當明顯的。由此可見，交流變頻調速是企業風機和泵類技術改造和節能降耗的理想設備，是一種很有發展前途的節能裝置。

　　四、變頻調速在我廠的應用46m3抽屜窯排煙風機的變頻調速控制（1）改造前的控制方案（如）壓力信號，送至微機調節器，經分析運算放大后，輸出信號給電動執行器，控制蝶閥開度，以調節出風量，使窯壓保持在工藝給定的范圍內。

　　（2）改造后的變頻調速控制方案（如）其控制過程由微機調節器檢測壓力變送器送來的窯內壓力信號，經分析計算后，輸出4~20mA電流信號至富士變頻器（FRN?P9S、風機及泵專用型），變頻器驅動變頻電動機（也可用普通電動機，因低速時散熱不好，需另配冷卻裝置）帶動風機進行調速控制，控制出風量，以維持工藝給定的窯壓值。

　　該變頻調速器是交一直一交（VVVF）型正弦波脈寬調制（SPWM）變頻調速器，它有3路模擬輸入，10路數字輸入，1路模擬輸出，1路脈沖輸出，1組報警繼電器輸出，5路晶體管輸出，共有95個功能參數，可通過RS232接口與PC機聯接，也可由可編程控制器進行控制。

　　（4）風機、水泵變頻調速應用實例變頻調速在排煙風機上改造成功后，我們又先后對本廠的抽屜窯羅茨風機，水泵房水泵進行了改造，均達到了滿意的效果（見表1）。

　　從表中可見，采用變頻調速器后節電29%~ 48%，節電效果非常顯著，投資回收期比較長不到2年時間。因此對風機和泵類的變頻調速技術改造，不僅提高設備的運行效率，節約電能，經濟效益十分可觀，而且由于轉速的降低，減緩了機械磨損的速度，延長了設備的使用壽命和降低了噪聲，改善了環境。

　　風機、泵類的節能改造有三大特點：（1）應用量大、涉及面廣。據不完全統計，我國各行各業現有在運行的風機和泵約4000多萬臺，而且逐年加。（2）用電量多，每年用電量約占工業用電量的一半左右。（2）浪費大，我國風機，水泵能耗驚人，設備系統的實際運行效率不到30%，因此，調速節能的潛力相當巨大。

　　由于國內風機、泵類總數的70%是需要根據工況變化調速運行的，而目前絕大部分仍采用落后、耗損大的檔板和閥門調節風量和流量，己采用調速等先進方案的比例不到10%.據專家估算風機、泵類如按低節電率20%計算，可改造率取50%，并以99年總發電量為基數，節電改造潛力每年可達400多億kWh，節能前景非常廣闊，當然要考慮一次性投資、維護人員的技術水平要求較高等等因素。但是，隨著現代科技的飛速發展，變頻器價格將進一步下降，操作人員的文化素質將進一步提高，而變頻調速高達30%~50%的節電率以及上述的一系列優點，是其他調速方法無法比擬的，是目前非常理想的調速方案。

　　總而言之，風機和泵的變頻調速節能改造，需要廣大科技人員做深入細致的研究工作，認真分析本企業風機、泵類的運行及能耗情況，提出合理化建議，制訂出合理的改造方案，為挖掘企業內部的潛力，節能降耗，產節約，推動科技進步，為企業的發展多作貢獻。