風機、水泵行業應用方案

行業概述

工業設備常用的鼓風機、引風機等風機設備一般都是電機以定速運轉，再通過改變風機入口的擋板開度來調節風量。而風機的最大特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比，因此如將風機的定速運轉改為根據需求流量來調節電機的專色就可節約大量的電能。

 

 

工作原理分析

根據流體力學理論，電機輸功率P和風量Q、壓力H直接的關系：

P=K*H*Q/n

其中K為常數；

N為效率。

它們與轉速N之間的關系為：

Q1/Q2=N1/N2

H1/H2=(N1/N2) 2

P1/P2=(N1/N2) 3

圖中曲線1為風機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網風阻特性（閥門開度為100%）。假設風機在設計時工作在A點的效率最高，輸出風量Q1為100%，此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比，根據工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調節閥門的方法相當于增加了管網阻力，使管網阻力特性變到為2

曲線3，系統由原來的工況A點變到B點運行，由圖中可以看出，風壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。

如果采用變頻調速控制方式，將風機轉速由N1降到N2，根據風機的比例定律，可以畫出在轉速N2下壓力H盒流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3將大幅度降低，功率P3（相當于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節能效果是十分明顯的。

由流體力學可知，風量Q與轉速的一次方程正比，風壓H與轉速的平方成正比，軸功率P與轉速的立方成正比，當風量減少，風機轉速下降時，軸功率下降很多。

理論上計算，當風機風量下降到80%，轉速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%；如風量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當然由于實際工況的影響，實際的節能效果不能達到理論計算值，但風機系統采用變頻調速方式控制風量和流量時，節電率一般可達到 20% - 50%，滿足節能降耗的要求。

 

方案電氣圖

 

系統方案優點

1、可實現軟啟動，起動停止平穩，對電網及機械設備沖擊小。

2、控制精確，調速平滑性好，調速范圍大，可實現無級調速。

3、操作簡單方面，維護量小，維護費用低。

4、保護功能強，變頻器內置過壓、過流、欠壓、過載、過熱、缺相等多種保護功能