風機水泵節能設備

　　變頻風機水（shuǐ）泵節能（néng）控製係統

　　在通風或供水係統中，風機和水泵的（de）功率（lǜ）都是根據（jù）最（zuì）大流量來選（xuǎn）擇的，但實際使用中流量隨各種因素而（ér）變化（huà）（如季節、溫度、工藝（yì）、產量等等），往往比最大流量小的多。要減少流量時，通常情況下隻能（néng）調節擋板或閥（fá）門（mén）的開度，即通過關小和開大閥門/擋板的開度來調節流量（liàng）。閥門控製法的實質是通過改變管網阻力大小來（lái）改變流量，而這種控製方式當所（suǒ）需流量減少時，壓力（lì）反而會增加，故軸功率的降低有限，此時（shí），過剩的風機、水泵功率將導致壓力增加造成很（hěn）大的能量損耗（hào）。

　　一、概述：眾所周知，風機（jī）是應用量大、應用麵廣（guǎng）的通用性機械（xiè），與風（fēng）機配套用（yòng）的電機耗用電量約占全國總發電量的（de）20%。因此在鼓風機、引風機等風機（jī）類設備上，推廣節能技（jì）術，取代落後的檔風（fēng）板或閥門載流（liú）調節方式，使風機始終處於科學、經濟運行狀態，提高企業綜合經濟效益和社會效益，具有十分重要的意義。

　　傳統（tǒng）風機流量的設計均以最大風量需求來設計，其調整方式采用檔板、風門（mén）、回流、起停電機等方式控製（zhì），無法（fǎ）形成閉環回（huí）路控製，也較不考慮省電（diàn）的觀（guān）念（niàn）。電氣控製采用直接或Y-△起動，無法具有軟起動的功能，機械衝擊大，傳（chuán）動係統壽命短，震動及（jí）噪音較大，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）流體力學原理得知，風機風量與轉速及電機功率相關。當風量減少風機轉速下降時，其電動機輸入功率迅速降低。例如（rú）風量下降到80%時，轉速也下降到80%，其軸（zhóu）功率則（zé）下降到額定功率的51%；若風量下降到50%時，軸功率將下降到額（é）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變（biàn）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（biàn）化的（de）要求，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機作為電力傳動方式的生產機械，電動機的功率是按最大負荷期額定負荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運（yùn）行，電動（dòng）機工作於滿電壓、滿速度而負載很小，也會有很多（duō）時間空載運行，由電機設計（jì）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,輕載時降（jiàng）低，空載時甚至降到0.3以下，造成許多（duō）不必要的電能損耗。現在采用檢測負（fù）載大小的方法（fǎ），根據負（fù）載的減少，適當降低定子電壓可以提高效（xiào）率，這是因為（wéi）當輕載、空載時定子電流有功（gōng）分量很小，而主（zhǔ）要是勵磁的無功電流，因此COS￠很低，而空載損耗中占主（zhǔ）要成份的是定子滿電壓的鐵（tiě）損耗，一（yī）點沒有減少，所以效率很低。如果適當降（jiàng）低（dī）定子電壓，見電（diàn）機定子感（gǎn）應電勢公式：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其（qí）中: U1—定子（zǐ）每相繞（rào）組串（chuàn）聯匝數；KN1由於輕載、空載時定子電流很小（xiǎo），可以（yǐ）忽略定子（zǐ）繞（rào）組（zǔ）的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當（dāng）其他（tā）條（tiáo）件不變時，降低定子電壓（yā）U1，則￠m比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例（lì）下降，這樣定（dìng）子電流中的無功分量減少（shǎo）了，COS￠就提高了，適當控製可以接（jiē）近（jìn）最佳（jiā）值。另外，其他條件不變，定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2

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

　　UIN —定子額定端電壓。

　　可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空（kōng）載時占主（zhǔ）要損耗的鐵耗大（dà）量減少，使電機的運行效率大大提（tí）高，這就是輕載降壓節電的道理。

　　調速節能

　　根（gēn）據可變速機械的相（xiàng）似定理：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其（qí）中：Q—流體的流量；n—風機、泵的軸轉速；

　　M—軸轉矩；P—軸功率。

　　通常需要改變負載時，是用檔板或閥門調節，這時輸入功（gōng）率變化不大，大量能量以壓（yā）差的形式損耗在檔板、閥門上了，不僅能耗大而且檔板（bǎn）、閥門磨（mó）損易壞，噪聲也（yě）大。由上麵公式可見，隻要改（gǎi）變n，測流量Q成比例（lì）變化，達到調節Q的目的，而軸功率可大大減（jiǎn）少，如（rú）Q＇=1/2，則P＇=1/8×P，軸上功率（lǜ）僅為額定（dìng）時的12.5%，還能節能（節電）80%以上（shàng），當然這是理想的，考其他因素，節能率要小（xiǎo）些。另外，即使對（duì）於許多“恒轉速”性質的機械，如活塞式空壓機等，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（de）多種損耗都隨轉速風速下降，效率都比機械方法有很大提高。

　　軟起動節（jiē）能

　　通常感應電動機采用直接接入電網起動（dòng）的方法，電動機的起動電流為額定時的5~7倍不僅損耗大，對電網（wǎng）衝擊也大，機械磨損，振動都大，如果用變頻調速起動，可以將（jiāng）起動（dòng）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以了，這樣起動損耗大大降低，既不衝擊電網，又不衝擊機（jī）械。

　　功率因數COS￠改善的（de）好處

　　采用（yòng）變頻調速，由於變頻器中有直流電容器的隔離作用，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（qì）提供，這樣可以節省很大的一塊電網容量，一（yī）般可（kě）節省30%左右，所以很（hěn）多大型企業中大容量設備進行（háng）變頻（pín）調速改造後，可以增加不少（shǎo）新設備而（ér）不需擴（kuò）容。

　　三、產品特點

　　* 節省電能，降（jiàng）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（wǎng）功率因數可較大幅度的提高。

　　* 平滑啟動，消除（chú）啟動時的大電流衝（chōng）擊，啟動時電機電流可（kě）限製在其額定電流的120%以內。

　　* 減輕電機軸承等運動（dòng）部（bù）件的磨損程（chéng）度，延長其使（shǐ）用壽（shòu）命。

　　* 具有完善的（de）保護和自保護功能保證設備安全運行。

　　* 設備故障率下降，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、節電切（qiē）換，風機、空壓機、水泵智能控製節電器具（jù）有完善的市電、節電轉換功能，特殊情況下，節電（diàn）調速器發生故障，可以（yǐ）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（chǎn）品廣（guǎng）泛用於工業、供暖鍋爐、水泥廠爐窯、煤礦、冶金行（háng）業高（gāo）爐、轉爐、化肥廠、製藥廠、汙水（shuǐ）處理廠、油（yóu）田、石油化工廠、紡織機械（xiè）、自來水供水公司（sī）及空壓機和中央空調等行業、企業和場（chǎng）合的離心式風機、軸流（liú）風機、蘿茨（cí）風機、空氣壓（yā）縮機（jī）、離（lí）心泵、潛水泵、循環泵、潛水泵、輸（shū）油泵、高壓注（zhù）水泵等設備的變頻調速及流（liú）量、流速（sù）和壓力調節控製等。