風機水泵節能設備

　　變頻風機水泵節能控製係統

　　在通（tōng）風或供水係統中，風機和水泵的功（gōng）率都是（shì）根據（jù）最大流量來（lái）選擇的，但實際使用中流量隨各種因素而變化（如季節、溫度、工藝、產量等（děng）等），往往比最大流量（liàng）小的多。要減少流量時（shí），通常情況下隻能調節擋板或閥門的開度，即通過關小和開（kāi）大閥門/擋（dǎng）板的開（kāi）度來調（diào）節流量（liàng）。閥門控製法的實質是通過改變管網阻力大小來改變流量，而（ér）這種控製方式當所需流量（liàng）減少時，壓力反而會增加，故軸功率的降低有限，此時（shí），過剩（shèng）的風機、水泵功率（lǜ）將導致壓力增（zēng）加造成很大的（de）能量損耗。

　　一、概述：眾所周知，風機是應用量大、應用麵廣的通（tōng）用性機械，與風機配套（tào）用的電機（jī）耗用電量約（yuē）占全國總發電量的20%。因此在鼓風（fēng）機、引風機等風機類設備上，推（tuī）廣節能技術（shù），取代落後（hòu）的檔風（fēng）板或閥（fá）門載流調（diào）節方（fāng）式，使（shǐ）風機始終（zhōng）處於科學、經濟運行狀態，提高企（qǐ）業綜合經濟效益和社（shè）會效益，具有十分重要的意義。

　　傳（chuán）統風（fēng）機流量（liàng）的設計均（jun1）以最（zuì）大風量需求來設計，其調整方式采用檔板（bǎn）、風門、回流、起停（tíng）電機等方式控（kòng）製，無法形成閉環回路控（kòng）製，也較不考慮省電的觀念。電氣控製采用直接或（huò）Y-△起動，無法具有軟起動的（de）功能，機械衝擊大，傳動係統壽命短，震動及噪音較大（dà），需（xū）要（yào）的電源容量大，功率（lǜ）因數較低等是其主要的問（wèn）題點。

　　從流體（tǐ）力學原理得知，風機風量與轉速（sù）及（jí）電機（jī）功率相關。當風量減（jiǎn）少風機轉速下降時（shí），其電動機輸（shū）入功率迅速降低。例如風量下降到80%時，轉速也下降到80%，其軸功率則下降到額定功率的51%；若風量下降到50%時（shí），軸功率將下降到額定功率20%。采用變頻調速，改變風機電動機的輸入頻率從而改（gǎi）變電動機、風機轉速，達到調節空氣流（liú）量的目的，既滿（mǎn）足生產工藝（yì）變化的要求，又節省電能，是一舉多得的最（zuì）佳措施。

　　二、節（jiē）電原理

　　任何利用交流感應（yīng）電動機（jī）作為電力傳動方式的生產機械，電動機的功率是按最（zuì）大（dà）負荷期額定負荷選擇（zé）的。而工作時絕大部分不（bú）能滿載運行，電動機工作（zuò）於滿電壓、滿速度而負載很小，也會（huì）有很多時間（jiān）空載（zǎi）運行（háng），由電機設計和運行特性可以知道，電（diàn）動機隻有運行在滿載時才是效率最高、功率因數COS￠最佳狀況,輕（qīng）載時（shí）降低，空載時（shí）甚至降到0.3以下，造成許多不必要的電能損耗。現在采用檢測負（fù）載大小的方法，根據負載的減少，適當（dāng）降低定子電壓可（kě）以提（tí）高效率，這是因為當輕載、空載時定（dìng）子電流有功分量很小，而主要（yào）是勵磁的無功（gōng）電（diàn）流，因此COS￠很低，而空載損耗中占主要成份的是定子滿（mǎn）電（diàn）壓的鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。如果適（shì）當降低定（dìng）子電（diàn）壓，見電機定子感應電勢公式：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其中: U1—定子每相繞（rào）組串聯匝數；KN1由於輕載、空載時定子電流（liú）很（hěn）小，可以忽略（luè）定子（zǐ）繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當其他條件（jiàn）不變時（shí），降低定子電壓U1，則￠m比例下（xià）降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子（zǐ）電流中的無功分量減（jiǎn）少（shǎo）了，COS￠就提高了，適當控製可以接近最（zuì）佳值。另外（wài），其他條件不變，定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2

　　其中：PFel—定子（zǐ）鐵耗；pFeIN —定子額定鐵耗；

　　UIN —定子額定（dìng）端電壓。

　　可以看出，隨著U1下降，PFel以平（píng）方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的（de）鐵耗大量減少，使電機（jī）的運（yùn）行效率大大提高，這就是輕載（zǎi）降壓節電的道理。

　　調速節能

　　根據可變速（sù）機械的相似定理：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其中（zhōng）：Q—流體的流量；n—風機、泵的軸轉速（sù）；

　　M—軸轉矩（jǔ）；P—軸功率。

　　通常需要改變負載時，是用檔板或閥門調節，這時輸入功率變化不大，大量能量以壓差的形式損耗在檔（dàng）板、閥門上了（le），不僅能耗大而且檔板、閥（fá）門磨損易壞，噪聲也大。由上麵公式可見，隻要改變n，測流量Q成比例（lì）變（biàn）化，達到調節Q的目的，而軸功（gōng）率可大大減少，如Q＇=1/2，則P＇=1/8×P，軸上功率僅為額（é）定時的12.5%，還能（néng）節能（節（jiē）電）80%以上，當然這是理想的，考其他因素，節能率（lǜ）要小些。另外（wài），即使對於許多（duō）“恒轉速”性質的機械（xiè），如活塞式（shì）空壓機等，用調速改變負（fù）載，也有（yǒu）明顯的節能效果（guǒ），這是因為降（jiàng）速後（如用變頻調速）電機和生產機械的多種損耗都隨轉速風（fēng）速下降，效率都比機械方法有很大（dà）提高。

　　軟起動節（jiē）能

　　通常感應電動（dòng）機（jī）采用直（zhí）接接入電網起動的方法（fǎ），電動機的起動電流為（wéi）額定時的5~7倍不僅損耗大，對電網衝擊也（yě）大，機械磨損，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（bǐ）額定電流稍大就可以了，這樣起（qǐ）動損耗大大降低，既不衝擊（jī）電網，又不衝擊機械。

　　功率因數COS￠改善的好處

　　采用變頻調速，由於變頻器中有直流電容器的（de）隔離（lí）作用，使輸入的功率因數接近於電動機的（de）勵磁無功電流由電容器提供，這（zhè）樣（yàng）可以節省很大的一（yī）塊（kuài）電網容量，一般可節（jiē）省30%左右，所以很多大型企業（yè）中大容量設備進（jìn）行變頻調速改造後，可以增加不少新設備而不需擴容。

　　三、產品特點（diǎn）

　　* 節省電能，降低能源消耗，節約生產成（chéng）本，節電率達到20%以上。

　　* 提高電（diàn）網功率因數（shù），節省就地補償裝置，電網功率（lǜ）因（yīn）數可較大（dà）幅度的提高。

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

　　* 減輕電機軸承等運動部件的磨（mó）損程度，延（yán）長其使用壽命。

　　* 具有完（wán）善的保（bǎo）護和自（zì）保護功能保證設備安全運行。

　　* 設（shè）備故障（zhàng）率（lǜ）下降，可靠性提高，減（jiǎn）少備品備件消耗，降（jiàng）低維修成本。

　　* 數碼智（zhì）能控製（zhì），具有強大的自變功能，適時動態調節，自動適應負載工況的變化，無（wú）需人（rén）工調整。

　　* 市電、節電切換，風機、空壓機、水泵智能控製節電器具有完善的市電、節電轉換功能，特殊情況下，節電調速器發生故障，可以切換到市電運行，不會影響設備的正常運行。

　　四、適用範圍

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