.. 一、变频调速与节流调节的计算 流量 q 与转速成正比，即q /q =n /n ；扬程 H 与转速的平方成正比，即H /H =（n /n ） ；功率与转速 2 v v2 v1 2 1 1 2 2 1 的立方成正比功率。如（1）式所述。 p n q 泵与风机的功率P与流量q 存在的关系 ? ? ( ) ? ( ) 2 2 3 v2 3 （1） p n q v 1 1 v1 ? q H V P ? q 根据 、H 值可以计算泵与风机的功率，即： （2） 102? v q 式中 P─功率，kW； ─流量，m /s；H─扬程，m；ρ─密度，kg/m ；η─使用工况效率%； 3 3 v 泵与风机的变频节能计算 (1) 变频调速调节与节流调节 对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节，增加了管路的阻尼，电机仍旧以额定速度运行，这时 能量消耗较大，如果对风机、泵类设备进行调速控制，不需要再用阀门、挡板进行节流调节，将阀 门、挡板开到最大，管路阻尼最小，能耗也大为减少。节能量可用 GB12497《三相异步电动机经济 运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即对风机、泵类、采用挡板调节流量对应电机 输入功率 P 与流量 q 的关系： L v q V q P ? [0.45 ? 0.55( ) ]p (kW ) 2 （3） L e ve 式中 P ─额定流量时电机输入功率，kW；q ─额定流量，m /s； 3 L ve 若流量的调节范围（0.5～1）q ,由上面的公式及下面的公式可得电机调速调节流量相比节流调节流 ve 量所要节约的节电率（Ki）为： q q P ? P ( ) / ? ( ) 3 3 v v ?p q q L e b Ki ? ? ?1? ve ve （4） q p P ? [0.45 0.55( ) ] ? 2 v L L q b ve 式中 Ki─节电率；η ─调速机构效率。 b 从上式分析，节流调速时由于q /q 1，平方后更小于1，乘以 0.55 再加上 0.45 仍小于 1，却节流后 v ve 电机的负载变小了，消耗的功率也比额定功率小。当挡板或阀门全关时，泵与风景空载运行，消耗 的功率最少，等于 0.45Pc。由（1）式可知采用电机变速调节后，电机消耗的功率与实际流量和额定 流量比值的三次方成正比，由于变频调速效率高，本身的损耗相比很小，在变频器内部，逆变器功 率器件的开关损耗最大，其余是电子元器件的热损耗和风机损耗，变频器的效率一般为95%～98%。 采用变频调速，泵与风机的效率几乎不变，其特性近似满足相似定律，即满足（1）式的关系。因此 （4）式能较准确地计算泵与风机电机变频调速调节相比节流调节所要节约的节电率。 例 5.1 某厂离心风机 125kW，实际用风量为 0.7，年工作 4800h，准备投资 15 万元改造为变频 器驱动，变频器的效率为 96%，估算节电率和投资回收期。 解：由题意知 q /q =0.7，由式（4）得节电率为 v ve 0.73 0.96?(0.45 ? 0.55?0.7 ) Ki ?1? ? 0.5 2 由式（3）得：P =（0.45+0.55×0.72）×125=90(kW) L .. .. 采用风门调节风量时风机所需要的轴功率为90kW。变频器调速器调风量时相对调节风门调风量 的节电率为 0.50。 由条件可知风机每年工作4800h，年节电量为：4800×90×0.5=216000kW·h 年节电费(电价 0.80 元/kW·h):0.8×216000=17.28 万元 投资回收期：投资回收期=设备投资总额（元）÷年节电费（元） =15÷17.28=0.87（年）=10.4（月） 由此可判定该厂离心风机采用变频器驱动后，年节电量 216000kW·h，年节电费 17.28 万元，投 资回收期 10 个半月，技术经济效益可观。 二、变频调速与第一类变速调节的计算 第一类变速调节包括液力耦合调速系统和电磁调速系统。液力耦合器是通过控制工作腔内工作 油液的动量矩变化来传递电动机能量，电动机通过液力耦合器输入轴拖动其主动工作轮，对工作油 进行加速，被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载。电磁 调速系统通过改变转差离合器的激磁电流来实现调速。转差离合器的本身的损耗是由主动部分的风 阻、摩擦损耗及从动部分的机械摩擦所产生的。不论是液力耦合器调速还是电磁调速系统。它们都 没有改变原动机的转速，也就是说主动轮的转速是不变的。在调速过程中从动轮的转速发生变化， 从动轮受的力矩也发

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