風機水泵節能設備

　　變頻風機水泵節能控（kòng）製係統

　　在通風或供水係統中，風機和（hé）水泵的功率都是（shì）根據最大流量來選擇的，但實際使用中（zhōng）流量（liàng）隨各種因素而變化（如季節、溫度、工藝、產量等等），往往比最大流量小的（de）多。要減少流量時，通常情況下隻能（néng）調節擋板或閥門的開度（dù），即通過關小和開大閥門/擋板的開度來調節流量。閥門控製法的實質是通過改變管網阻（zǔ）力大小來改變流量，而這種控製方式當所需流量減少時，壓力反而會增加，故軸功率的降低（dī）有限，此時，過（guò）剩的風機、水泵功（gōng）率將導致壓力增加造成很（hěn）大的能量損耗。

　　一、概述：眾所周（zhōu）知，風機是應用量大、應用麵（miàn）廣的通用性機械，與風機配套用的電機耗用電量（liàng）約占全國總發電量的20%。因此在鼓風機（jī）、引風機等風（fēng）機類設備上，推廣節（jiē）能技術，取代落後的檔風板或閥門載流調節方（fāng）式，使風機始終處於科學、經（jīng）濟（jì）運行狀態，提高企業綜合經濟效益和社會效益，具有（yǒu）十分重要的意義。

　　傳統風機流量的設計均以最大風量需求來設計（jì），其調整方式采用檔板、風門、回流、起（qǐ）停電機等方式控製，無（wú）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（yòng）直接或Y-△起動，無法具（jù）有軟起動的功能，機械衝擊大（dà），傳動係統壽命短，震動及噪音較大，需（xū）要的電源容量大，功率因數較低等是其主要的問題點。

　　從流體力學原理得知，風機風量與轉（zhuǎn）速及電機功率相關。當風量減少風機轉（zhuǎn）速下降時，其電動機輸入（rù）功（gōng）率迅速降低。例如風量下降到80%時，轉速也下降（jiàng）到80%，其軸功率（lǜ）則下降到額定功率的51%；若風量下（xià）降到50%時，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變電動機、風機轉速，達到調（diào）節空氣流量的目的，既（jì）滿足生產工藝變化的要求（qiú），又節省電能，是一舉（jǔ）多得的最佳措施。

　　二、節（jiē）電原理

　　任何利用交流感應（yīng）電動機作為電力傳（chuán）動方式的生產機械，電動（dòng）機的功率是（shì）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行（háng），電動機工作（zuò）於滿電壓、滿速度而負載很小，也會有很多時間空載運（yùn）行，由（yóu）電機設（shè）計和運行特性可以知道，電動機隻有運行（háng）在滿載時才是效率最（zuì）高、功率因數COS￠最佳狀況,輕載時降低，空載時甚至降到0.3以（yǐ）下，造成許多不必要（yào）的電（diàn）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以提高效率，這（zhè）是因為當輕（qīng）載、空載時定子（zǐ）電流有功分量很小，而主要是勵磁的無功電流，因此COS￠很（hěn）低，而空載損耗中占主要（yào）成份的是（shì）定子滿電壓（yā）的（de）鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。如果適當降低（dī）定子電壓，見電機定子感應電勢公式：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其中（zhōng）: U1—定子每相繞組串聯匝數；KN1由於輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當（dāng）其他條件不變時，降低（dī）定子電壓（yā）U1，則￠m比（bǐ）例下降,也即（jí）勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流（liú）中的無功分量減少了，COS￠就提高了，適當（dāng）控製可以接近最佳（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；pFeIN —定子額定鐵（tiě）耗；

　　UIN —定子額定端電壓。

　　可以看出，隨著U1下降，PFel以平（píng）方比例迅速下降，這樣（yàng）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，這就是輕載降壓節（jiē）電的道（dào）理。

　　調速節（jiē）能

　　根據可變速機械的相似（sì）定理：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其中：Q—流體的流量；n—風機、泵的軸轉速；

　　M—軸轉矩；P—軸功（gōng）率。

　　通常需要改變負載時，是用（yòng）檔板或閥門調節，這時輸（shū）入功率變化不（bú）大，大量能量（liàng）以（yǐ）壓（yā）差的形式損耗在（zài）檔板、閥門上了（le），不（bú）僅能耗大而且檔板、閥門磨損易壞，噪聲也大。由上麵公式可見，隻要改變n，測流量Q成比例變化，達到調節Q的目的，而軸功率可大大減少，如Q＇=1/2，則P＇=1/8×P，軸上功率僅（jǐn）為（wéi）額定時的12.5%，還能節能（節電）80%以上，當然這是理想的，考其（qí）他因素，節能率要小些。另外（wài），即使對於許（xǔ）多“恒轉（zhuǎn）速”性質的機械，如活塞式空壓機等（děng），用調速改變負（fù）載，也有明顯的節能效果，這（zhè）是因為降速後（如（rú）用變（biàn）頻調（diào）速）電機和生產（chǎn）機械的多種損耗都隨轉速風速下降，效率都（dōu）比機械方法有很大提高。

　　軟起動節能

　　通常感應電動機采用直接接入（rù）電（diàn）網起（qǐ）動的（de）方法，電動機的起動（dòng）電（diàn）流為額定時的5~7倍不僅損耗大，對電網衝擊也大（dà），機械磨損，振動都大，如果用變頻調速起動，可以（yǐ）將起動電流限製到很小，如果滿載（zǎi）起動（dòng），也隻要比（bǐ）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，又不衝擊機械。

　　功率因數COS￠改善（shàn）的（de）好處

　　采用變頻調速，由於變頻器中有直流電容器的隔離作（zuò）用，使輸入的功率因數接近於電動機（jī）的勵磁無（wú）功電流由電容器提供，這樣可以（yǐ）節省很大的一塊電網容量，一般可節省（shěng）30%左右，所以很多大型企業中大容量設備進行變頻調速改造後，可以（yǐ）增加不少新設備而不需擴（kuò）容。

　　三、產品特點

　　* 節省電能，降低能源消耗，節約生產成本，節（jiē）電率達到20%以上。

　　* 提高電網（wǎng）功（gōng）率因數，節省就（jiù）地補償裝置（zhì），電網功率（lǜ）因數可較大幅度的提高。

　　* 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（zhì）在其額定電流的（de）120%以內。

　　* 減（jiǎn）輕電機軸承等運動（dòng）部件（jiàn）的磨損程度，延長其使用（yòng）壽命。

　　* 具有完善（shàn）的保護和自保護功（gōng）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（wéi）修成本。

　　* 數碼智能（néng）控製，具（jù）有強大（dà）的自變功能，適時動態調節，自動適應負載工況的變化，無（wú）需人工調（diào）整。

　　* 市電、節電切換，風機、空壓機（jī）、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（jiē）電調速器發生故障，可以切換（huàn）到市電運行，不會影響設備的正（zhèng）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（yáo）、煤礦（kuàng）、冶金行業高（gāo）爐、轉爐、化肥廠、製藥廠、汙水處理廠、油（yóu）田、石油化工廠、紡織機械、自來水（shuǐ）供水公司及空壓機和中央空調等行業、企業和場合的離心式風機、軸流風機、蘿茨（cí）風機、空氣壓縮機、離心泵、潛（qián）水泵、循環泵、潛（qián）水泵、輸油泵、高壓注水泵（bèng）等設備的（de）變頻調速及流量、流速和壓力調節控製等。