电机系统节能解决方案——变频调速节能技术
据统计，全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。由于考虑起动、过载、系统安全等原因，高效的电动机经常在低效状态下运行。在这些电机中，有相当一部分通过采用变频器对其进行调速控制，有可能使电动机重新回到高效的运行状态，这样可节省大量的电能。
变频调速原理
根据三相异步电动机的原理，三相异步电动机的轴转速与供电电源的频率之间有如下关系：
(1)
n——电机转速
f——电源频率
s——转差率
p——电机极对数
考虑到转差率s一般<<1，所以当电机的极对数一定时，电机的转速和电机供电电源的频率成正比关系，因此可以通过调整供电电源的频率来控制三相异步电动机的轴转速。
负载类型
在实际的生产机械中，电动机的负载种类千差万别，但我们可以将这些负载种类归结到平方转矩﹑恒转矩、恒功率和粘滞性负载等几类特性。而平方转矩和恒转矩负载特性占了全部负载中的绝大多数，我们只讨论这两种负载。
平方转矩负载
平方转矩负载的特性为：电机的轴功率与电机转速的3次方成正比关系，即
(2)
式中ne、Ne—水泵的额定转速和额定轴功率
n、N—水泵运行时的转速和功率
恒转矩负载
恒转矩负载的特性为负载的转矩不随转速变化而变化，电机的轴功率与电机的转速成正比关系，即
(3)
式中n--三相异步电机的转速
N--三相异步电机运行在n转速的轴功率
k--传动系数，当转矩一定时，k为常数
变频调速节能原理
变频调速节能原理从以上二种负载类型来说明：
平方转矩负载节电原理
典型的平方转矩类型负载是风机和水泵。从流体力学的原理来说，风机输出的风量或水泵输出的水流量∝风机或水泵的转速，风机输出的风压或水泵输出的扬程∝风机或水泵转速的2次方，风机或水泵的轴功率∝风机或水泵转速的3次方。因此若转速下降20%，则功率可下降48.8% ;若转速下降50%，则轴功率可下降87.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。
恒转矩负载节能原理
对于恒转矩负载有
(4)
式中NL--负载轴功率
TL--负载转矩
n--负载转速
由于负载转矩一定，所以轴功率和负载转速成正比关系。当负载转速的变化不影响产品的产量和质量时，应尽可能的降低电机转速，达到节能的目的。
变频调速节能技术适用范围
许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电、提高产品质量及增产的效果。
节能潜力
变频器要节电是有一定条件的。在不影响使用的条件下，适当改变工况参数后，把不合理运行参数所消耗电能节省下来，就可做到从一般运行转变成经济运行。
要节能一定要降低频率，频率下降值越大，节电越多。不降低频率，变频器原则上是不能节电的。
与电动机负载率有关。负载率在10%～90%时，节电率最多约8%～10%，负载率低相应节电率高些。但无功节电率大约40%～50%，是不计电费的。
与原来的运行的工况参数值的合理程度有关。例如，与压力、流量、转速等可调节的量值大小有关，可调整量大，则节电率就高，否则相反。
与原来采用的调整方式有关。采用进口或出口阀门方式来调整运行参数的，很不经济，若改为变频器调速，则经济合理。使用变频器调速后，比用人工阀门调整运行方法，能多节电达20%～30%。
与原来采用的调速方式有关。例如，原来用滑差电动机调速，因调速效率低，尤其在中、低速时，效率只有50%以下，很不经济，改为变频器调速后，把这部分电能节省下来了。目前轻工、纺织、造纸、印染、塑料、橡胶等行业中，大多还在使用滑差电动机，故使用变频器来实现节能，技术改造工作是当务之急的事。
与电动机工作方式有关。例如，连续运转、短时运转、间歇运转的节电量是不同的。
与电动机开动时间长短有关。例如，一天开机24h，一年开365天的节电量就大，反之则小。
与电动机本身功率大小有关。同样节电率下，功率大的节电量值大，经济效益就大，哪怕节电率相对小功率电动机低些，但实际收益较大。
与本单位生产工艺设备重要性有关。首先要选产品电耗大的、产品成本高的、现用的调速方式是不够经济合理的设各加以改造，改用变频器后就能有立竿见影、事半功倍的效果。
在选用变频器调速或节能时，应该遵守以上10条原则，作为决定方案的前提。当地电费价格高的，在同样节电量时，经济收益就更大，这也是必然要考虑的事。
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