一、 变频器为什么可以节能

      通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类等设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵入口和管路出口的静压力差），额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。在现场控制中，通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点；受其节流作用压力H1变为H2。水泵轴功率实际值（kW）可由公式：P =Q·H／（η c·η b）×10-3得出。其中，P、Q 、H 、η c 、η b 分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率，直接传动为1。假设总效率（η c·η b）为1，则水泵由A点移至B点工作时，电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特性为同一曲线r0，系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点，水泵的运行也更趋合理。在阀门全开，只有管网阻力的情况下，系统满足现场的流量要求，能耗势必降低。此时，电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比较采用阀门开度调节和水泵转速控制，显然使用水泵转速控制更为有效合理，具有显著的节能效果。另外，从图中还可以看出：阀门调节时将使系统压力H升高，这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏；而转速调节时，系统压力H将随泵转速n的降低而降低，因此不会对系统产生不良影响。从上面的比较不难得出：当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时，采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小，节能率在75%以上。
      与此相类似的，如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即，采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。

      下面是变频器节能多少或节电率高低的几点原则

      1）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。
　　2）要节能一定要降低频率，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。
　　3）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。
　　4）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。
　　5）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％。
　　6）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。
　　7）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。
　　8）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。
　　9）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。
　　10）与本单位生产工艺设各重要性有关。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

 

二、变频器节能原理

 

1、变频节能

      为了保证生产的可靠性, 各种生产机械在设计配用动力驱动时, 都留有一定的富裕量。电机不能在满负荷下运行, 除达到动力驱动要求外, 多余的力矩增加了有功功率的消耗, 造成电能的浪费, 在负荷力矩逐步增大时, 可降低电机的运行速度, 使其在恒压的同时节约电能。

      当电机转速从N 1 变到N 2 时, 其电机轴功率(P )的变化关系如下:

      由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。

2、动态调整节能

      迅速适应负载变动, 供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有5 000次/ s的测控输出功能, 始终保持电机的输出高效率运行。

3、通过变频自身的V /F功能节电

      在保证电机输出力矩的情况下, 可自动调节V /F曲线。减少电机的输出力矩, 降低输入电流, 达到节能状态。

4、变频自带软启动节能

      在电机全压启动时, 由于电机的启动力矩需要, 要从电网吸收7倍的电机额定电流, 而大的启动电流即浪费电力, 对电网的电压波动损害也很大, 增加了线损和变损。采用软启动后, 启动电流可从零到电机额定电流, 减少了启动电流对电网的冲击, 节约了电费, 也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击, 延长了设备的使用寿命。

5、提高功率因数节能

      电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言, 阻抗特性呈感性, 电机在运行时吸收大量的无功功率,造成功率因数很低。采用变频节能调速器后, 由于其性能已变为: AC-DC-AC, 在整流滤波后, 负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性, 功率因数很高, 减少了无功损耗。

 

三、节能计算

      对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，通常采用以下两种方式进行计算：
      1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量－负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。
       以一台IS150-125-400型离心泵为例，额定流200.16m3/h，扬程50m；配备Y225M-4型电动机，额定功率45kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量－负载曲线如下图示。根据运行要求，水泵连续24小时运行，其中每天11小时运行在90%负荷，
13小时运行在50%负荷；全年运行时间在300天。则每年的节电量为：
W1=45×11（100%－69%）×300=46035kW·h
W2=45×13×（95%－20%）×300 =131625kW·h
W = W1＋W2=46035＋131625=177660kW·h
每度电按0.5元计算，则每年可节约电费8.883万元。
      2、根据风机、泵类平方转矩负载关系式：P / P0=（n / n0）3计算，式中为P0额定转速n0时的功率；P为转速n时的功率。 以一台工业锅炉使用的22 kW鼓风机为例。运行工况仍以 24小时连续运行，其中每天11小时运行在90%负荷（频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算），13小时运行在50%负荷（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算）；全年运行时间在300天为计算依据。则变频调速时每年的节电量为：
W1=22×11×[1－（46/50）3]×300=16067kW·h
W2=22×13×[1－（20/50）3]×300=80309kW·h
Wb = W1＋W2=16067＋80309=96376 kW·h
挡板开度时的节电量为：
W1=22×（1－98%）×11×300=1452kW·h
W2=22×（1－70%）×11×300=21780kW·h
? Wd = W1＋W2=1452＋21780=23232 kW·h
相比较节电量为：W= Wb－Wd=96376－23232=73144 kW·h
每度电按0.5元计算，则采用变频调速每年可节约电费3.657万元。
某工厂离心式水泵参数为：离心泵型号6SA-8，额定流量53. 5 L/s，扬程50m；所配电机Y200L2-2型37 kW。对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的实测数据记录如下：
流 量L/s 时 间（h） 消耗电网输出的电能（kW·h） 阀门节流调节 电机变频调速
47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8
40 8 30×8=240 21.16×8=169.3
30 4 27×4=108 13.88×4=55.5
20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7
合计 24 653.4 378.3
相比之下，在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1 kW·h的电量，节电率达42.1%。

 

四、变频器节能节电误区

    误区1、使用变频器都能节电    一些文献宣称变频调速器是节电控制产品，给人的感觉是只要使用变频调速器都能节电。    实际上，变频调速器之所以能够节电，是因为其能对电动机进行调速。如果说变频调速器是节电控制产品的话，那么所有的调速设备也都可以说是节电控制产品。变频调速器只不过比其它调速设备效率和功率因数略高罢了。

    变频调速器能否实现节电，是由其负载的调速特性决定的。对于离心风机、离心水泵这类负载，转矩与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比。只要原来采用阀门控制流量，且不是满负荷工作，改为调速运行，均能实现节电。当转速下降为原来的80%时，功率只有原来的51.2%。可见，变频调速器在这类负载中的应用，节电效果最为明显。对于罗茨风机这类负载，转矩与转速的大小无关，即恒转矩负载。若原来采用放风阀放走多余风量的方法调节风量，改为调速运行，也能实现节电。当转速下降为原来的80%时，功率为原来的80%。比在离心风机、离心水泵中的应用节电效果要小得多。对于恒功率负载，功率与转速的大小无关。水泥厂恒功率负载，如配料皮带秤，在设定流量一定的条件下，当料层厚时，皮带速度减慢；当料层薄时，皮带速度加快。变频调速器在这类负载中的应用，不能节电。

    与直流调速系统比较，直流电动机比交流电动机效率高、功率因数高，数字直流调速器与变频调速器效率不相上下，甚至数字直流调速器比变频调速器效率略高。所以，宣称使用交流异步电动机和变频调速器比使用直流电动机和直流调速器要节电，理论和实践证明，这是不正确的。

      误区2、变频器的容量选择以电动机额定功率为依据    相对于电动机来说，变频调速器的价格较贵，因此在保证安全可靠运行的前提下，合理地降低变频调速器的容量就显得十分有意义。    变频调速器的功率指的是它适用的4极交流异步电动机的功率。

    由于同容量电动机，其极数不同，电动机额定电流不同。随着电动机极数的增多，电动机额定电流增大。变频调速器的容量选择不能以电动机额定功率为依据。同时，对于原来未采用变频器的改造项目，变频调速器的容量选择也不能以电动机额定电流为依据。这是因为，电动机的容量选择要考虑最大负荷、富裕系数、电动机规格等因素，往往富裕量较大，工业用电动机常常在50%～60%额定负荷下运行。若以电动机额定电流为依据来选择变频调速器的容量，留有富裕量太大，造成经济上的浪费，而可靠性并没有因此得到提高。

    对于鼠笼式电动机，变频调速器的容量选择应以变频器的额定电流大于或等于电动机的最大正常工作电流1.1倍为原则，这样可以最大限度地节约资金。对于重载起动、高温环境、绕线式电动机、同步电动机等条件下，变频调速器的容量应适当加大。    对于一开始就采用变频器的设计中，变频器容量的选择以电动机额定电流为依据无可厚非。这是因为此时变频器容量不能以实际运行情况来选择。当然，为了减少投资，在有些场合，也可先不确定变频器的容量，等设备实际运转一段时间后，再根据实际电流进行选择。    内蒙古某水泥公司Φ24m×13m水泥磨二级粉磨系统中，有1台国产N－1500型O－Sepa高效选粉机，配用电动机型号为Y2－315M－4型，电动机功率为132kW，却选用FRN160－P9S－4E型变频器，这种变频器适用于4极、功率为160kW电动机。投入运行后，最大工作频率48Hz，电流只有180A，不到电动机额定电流的70%，电动机本身已有相当的富裕量。而变频器选用规格又比拖动电动机大1个等级，造成不应有的浪费，可靠性不会因此而提高。    安徽巢湖水泥厂3号石灰石破碎机，其喂料系统采用1500×12000板式喂料机，拖动电动机选用Y225M－4型交流电动机，电动机额定功率45kW，额定电流为84.6A。在进行变频调速改造前，通过测试发现，板式喂料机拖动电动机正常运行时，三相平均电流仅30A，只有电动机额定电流的35.5%。为了节省投资，选用ACS601－0060－3型变频器，该变频器额定输出电流为76A，适用于4极、功率为37kW电动机，取得了较好的使用效果。

    这2个例子一反一正说明了，对于原来未采用变频器的改造项目，变频器的容量以实际工况为依据来选择可大幅度减少投资。

      误区3、用视在功率计算无功补偿节能收益    用视在功率计算无功补偿节能效果。如文献[1]原系统风机工频满载工作时，电动机运行电流为289A，采用变频调速时，50Hz满载运行时的功率因数约为0.99，电流是257A，这是由于变频器内部滤波电容产生改善功率因数的作用。节能计算如下：ΔS=UI=×380×(289－257)=21kVA    因此该文认为其节能效果约为单机容量的11%左右。    实际分析：S即表示视在功率，即电压与电流的乘积，电压相同时，视在功率节约百分比与电流节约百分比是一回事。在有电抗的电路中，视在功率只是反映了配电系统的允许最大输出能力，而不能反映电动机实际消耗的功率。电动机实际消耗的功率只能用有功功率表示。在该例中，虽用实际电流计算，但计算的是视在功率，而不是有功功率。我们知道，电动机实际消耗的功率是由风机及其负载决定的。功率因数的提高并没有改变风机的负载，也没有提高风机的效率，风机实际消耗的功率没有减少。功率因数提高后，电动机运行状态也没有改变，电动机定子电流并没有减少，电动机消耗的有功功率和无功功率都没有改变。功率因数提高的原因是变频器内部滤波电容产生无功功率供给了电动机消耗。随着功率因数提高，变频器的实际输入电流减少，从而减少了电网至变频器之间的线损和变压器的铜耗。同时，负荷电流减小，给变频器供电的变压器、开关、接触器、导线等配电设备可以带更多的负载。需要指出的是，如果象该例一样不考虑线损和变压器铜耗的节约，而考虑变频器的损耗，变频器在50Hz满载运行时，不仅没有节能，而且还费电。因此，用视在功率计算节能效果是不对的。

    某水泥厂离心风机拖动电动机型号为Y280S－4，额定功率为75kW，额定电压380V，额定电流140A。在进行变频调速改造前，阀门全开，通过测试发现，电动机电流70A，只有50%负荷，功率因数为0.49，有功功率为22.6kW，视在功率为4607kVA。在采用变频调速改造后，阀门全开，额定转速运行时，三相电网平均电流为37A，从而认为节电（70－37）÷70×100%=44.28%。这样计算，看似合理，实质上仍是以视在功率计算节能效果。该厂在进一步测试后发现，此时功率因数为0.94，有功功率为22.9kW，视在功率为24.4kVA。可见，有功功率增加，不但没有节电，反而费电。有功功率增加的原因是考虑了变频器的损耗，而没有考虑线损和变压器铜耗的节约。产生这种错误的关键在于没有考虑功率因数提高对电流下降的影响，默认功率因数不变，从而片面夸大了变频器的节能效果。因此，在计算节能效果时，必须用有功功率，不能用视在功率。

        误区4、变频器输出侧不能加装接触器    几乎所有变频调速器使用说明书都指出，变频调速器输出侧不能加装接触器。如日本安川变频器说明书就规定“切勿在输出回路连接电磁开关、电磁接触器”。    厂家的规定是为了防止在变频调速器有输出时接触器动作。变频器在运行中连接负载，会由于漏电流而使过电流保护回路动作。那么，只要在变频调速器输出与接触器动作之间，加以必要的控制联锁，保证只有在变频调速器无输出时，接触器才能动作，变频调速器输出侧就可以加装接触器。这种方案对于只有1台变频调速器，2台电动机(1台电动机运行，1台电动机备用)的场合，具有重要的意义。当运行的电动机出现故障时，可以很方便地将变频器切换到备用电动机，经过延时使变频器运行，实现备用电动机自动投入变频运行。并且还可以很方便地实现2台电动机的互为备用

 

 

五、变频器节能案例

 

1． 大冶特钢第四炼钢厂

变频器型号：HARSVERT-A06/210

变频器参数：1600KW/6KV

应用负载：除尘风机应用场所：

8号炼钢电炉除尘系统   简述：　　大冶特钢第四炼钢厂8号电炉为扩容的70t交流电弧炉。根据炼钢工艺的要求，在一个炼钢周期需要六种不同风量。改造前，无论电炉处于哪种运行阶段，除尘风机均全速运行，风量靠挡板开度调节，效率低，能量损失严重。使用变频控制后，根据炼钢工艺的要求，在不同的阶段使用变频器控制风机的流量，在炼钢过程中自动切换调节，大大提高了风机的运行效率。自2003年8月投运以来，稳定可靠，达到了预期的节能效果。经用户统计，除尘系统在变频改造后较改造前，吨钢除尘电耗降低了17.39KW.h，年节电率为58.63%，用户在一年内已完全收回投资成本。

2． 福建三钢（集团）有限公司

变频器型号：HARSVERT-A06/080

变频器参数：630KW/6KV

应用负载：除尘风机应用场所：

#4转炉除尘系统简述：　　福建三钢（集团）有限公司原有的三台除尘系统的风机均采用液力耦合器进行调速，但由于液力耦合器存在调速范围窄，调节精度低，响应慢，低速运行时效率低，经常需要停炉更换轴承等问题，在新上的#4转炉除尘系统设计时，选用了高压变频器为转炉风机进行调速。实际采用高低速两档速度运行，按照工艺要求自动切换。变频器投入使用后，与原三台转炉的液力耦合器调速相比，运行稳定，安全可靠；无启动冲击，系统运行噪声大大降低；节能效果显著，大大降低了吨钢电耗。根据用户的电量统计，年节电量198万度，以当地电价0.51元计算，节约电费约100万元。

3． 海南洋浦发电有限公司

变频器型号：HARSVERT-A06/115

变频器参数：1120KW/6KV应用负载：

给水泵应用场所：＃11锅炉给水系统

简述：　　海南洋浦发电有限公司#11燃机于2003年9月完成油改气技术改造投产发电，成为我国第一台使用天然气燃料的重型燃气轮机。与其配套#11-13联合循环机组也是目前国内最大的天然气联合循环机组，实际最大出力可达220MW。该机组的高压给水系统主要由两台高压给泵、气动给水调节阀及相关配套阀门/管道组成。　　由于设计时没有充分考虑机组运行的特殊性，致使高压给水泵出口压力太高，与高压汽包压力存在巨大压差，产生振动，加之管道支撑所在的给水平台自身刚度差，振动得不到吸收，使该连杆产生高度疲劳，最后在冲击负荷出现时达到屈服极限而断裂。一旦该连杆松脱或断裂，该阀自动回到全开位置，给水流量达到最大值，使高压汽包水位迅速上升，同时高压给水压力突然降低，造成备用泵联锁启动，运行人员如不及时采取措施，必然出现高压汽包水位三高值动作，保护跳汽机。因此洋浦电厂决定选用高压变频调速以解决上述问题。　　通过2个月的运行统计分析比较，采用变频调速后，联合循环的可靠性得到了显著的提高，提高了汽机的可用率，对海南电网的安全稳定运行产生了有利的影响。并且厂用电消耗出现了明显的下降，联合循环24小时运行时，厂用电每日同原先比减少约1.5万度，每年减少约547万度，按当地电价0.36元/度计算，每年节约用电约196.92万元。经过计算，节能率达60%，具有明显的节能效果。最后洋浦电厂得出结论：“本项技术改造具有显著的经济效益和社会效益，本项技术改造是非常成功的。”

4． 北京大唐发电公司陡河发电厂

变频器型号：HARSVERT-A06/130

变频器参数：1000KW/6KV

应用负载：风机应用场所：#2发电机组简述：　　

陡河发电厂#2机组（125MW）为调峰机组，机组运行时带70-80%的负荷，两台吸风机入口采用挡板调节，满负荷时，挡板开度为60%；机组调峰时，开度仅为40%左右，能量损失大，风机效率低。采用变频调节后，运行稳定，调节方便，节能效果显著。经过中国电力科学院现场进行测试，结果表明，机组在满负荷运行时的节能率为46%，在72%负荷运行时节能率为57%，全年的节约电费可达100万元左右。

 5． 山西阳光发电有限责任公司

变频器型号：HARSVERT-A06/130

变频器参数：1000KW/6KV

应用负载：凝结水泵应用场所：#1-#4发电机组

简述：　　山西阳光发电有限责任公司的机组为4台30万千瓦机组。其凝结水泵的功率为1000KW。四台1000KW变频器分别用于控制1A，2A，3A，4A凝结水泵。四台变频器投运以来，运行十分稳定，故障率很低，确保了机组的正常运行。节能效果显著，投运数据结果统计，使厂用电率下降了0.25%，每年预计节约电量为1200万度，年节约用电约180万元。

6． 兰州西固热电厂

变频器型号：HARSVERT-A06/090

变频器功率：710KW/6KV

应用负载：循环水泵应用场所：#1、#3再循环水泵

简述：　　

兰州西固热电厂的再循环水泵是该厂循环水系统中的重要设备，用于自然通风冷却塔的水量供给。由于使用的轴流式水泵流量调节非常困难，因而需要频繁启停水泵，给正常生产带来了极大的不便，同时造成了循环水、煤的巨大浪费。因此，厂方决定采用变频器一拖二系统，用于#1，#3循环水泵的调速控制。使用变频控制后，通过合理调配再循环泵的使用，并采用压力闭环控制，有效避免了循环水的大量流失，同时增大了循环水的循环倍率，提高了平均真空度，降低煤耗，保证了机组的经济运行。经电厂的准确统计，年节水、节电、降低煤耗几项总计，为713.76万元。实际上，用户只用了三个月，就已经收回了变频器的投资成本。此改造项目由于经济效果显著，获得当年度甘肃省科技成果推广二等奖，公司科技进步一等奖。

1、节能的概念一般指效率的提高；

2、因为效率既要反映用电用能的多少，又要反映产出的多少；

3、只有用效率作标准，才能反映节能的意义！

4、变频器是把交流电整流为直流电，再逆变成正弦交流电；

5、从物理的角度看，逆变是个不可逆过程，就是说要把直流电变成正弦交流电，是要消耗电能的；

6、变频器实质上要消耗大量的电能，效率低下，效率在20%以下：

1）变频器不可能把直流电变成正弦交流电，就好像1类永动动机是不可能实现的原因一样；

2）变频器输出的PWM波，来模拟正弦交流电，异步电机的电能利用率低下，电机发热、额定功率下降就是例证；

3）变频器完全切断了异步电机发电运行的通道，就好像拉着闸骑自行车下坡也要踩脚踏，费力费功！

 

7、所以变频器的效率小于1，不可能节电，把变频器当节能器用，是中国人的一大误区，也是中国科技界被无知者把持的耻辱！

8、变频器是异步电机的调速器，他在变频调速时，必须同时改变电压，在操作上存在难度，所以并不是适宜所有场合的最佳调速设备。

10、纵贯所有变频节能的论点，都回避变频器的效率，回避变频器的损耗，所有节能的观点都不用效率来说明其效果！

11、纵贯所有变频节能的论点，都回避变频器的效率，回避变频器的损耗，所有节能的观点都不用效率来说明其效果，所以有欺骗人的嫌疑！

1.节能要从整个系统考虑....

2.整个系统的效率提高了才能节能...

2.用变频器不一定能节能...用好了变频器能提高整个系统的效率...

3.用了变频器即便提高整个系统的运行效率..但变频器和电机这一层的效率还是降低的...但这种降低提高了整个系统的效率也是值得的...

4.用了变频器会使供电系统的质量有所下降...但有时候也会提高功率因素....

5.所以变频器的应用是一把双刃剑....要掌握矛盾的主要方面...正确应用...扬长避短....

引用ainiqiao 的回复内容：

1.节能要从整个系统考虑....

2.整个系统的效率提高了才能节能...

2.用变频器不一定能节能...用好了变频器能提高整个系统的效率...

……

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1、非常同意楼上的这个观点；

2、“用好了变频器能提高整个系统的效率”，实际上就是用变频调速的功能，通过调速，使整个系统的产出增大，效率提高！

3、这与把变频器当节电器用完全是两码事！

变频器可以省电这是不可磨灭的事实，在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！
变频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。

当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。

个人的一些见解：

变频调速节能与否是相对于其他调速方式来说的，比如异步马达的控制，马达的转速为n=60*f*(1-s)/p,可以看到，改变马达转速的方式有三种：（1）变频（f）调速；（2）变滑差（s）调速；（3）变极（p）调速。1和3都是高效的调速方式，而相对而言，2方式（如调压调速或绕线式异步马达转子调阻）通过改变转子滑差功率损耗的方式调速，会有能量消耗在滑差功率上，因此2比较低效；但是如果把滑差能量回馈电网，2方式又变成了高效的调速方式，这就是串极调速的方式。但是使用2、3的高效调速方式，操作却不如1方便，如串极调速需要串调装置，变极调速需要可变极对数的电机。随着电力电子的发展(特别是逆变器的发展），变频调速也就顺理成章地成为主流了。从应用的角度来说，风机、水泵中应用变频器调速从而调控流量的方式确很节能。这是相对于传统的机械方式调控流量来说的。当其转速降低时，对应工况点的流量、压力、轴功率分别下降，这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因吧。

一直有点疑问，在苏宁国美检查提到直流变频节能的空调，请问直流变频时什么样的一个概念？是指的无换向器电动机的变频调速方式吗？或者就是平常说的变频器因包含从 交流-----整流直流--------直流逆变------脉冲交流-------的这样一个过程而称作直流变频，并与交----交变频相区别的一个叫法而已？

  1： 变频器的节能运行是指变频器在轻载时会自动适当降低输出电压，减小电机励磁为获得最佳电机效率。

 :2：节能误区： 变频调速器之所以能够节电，是因为其能对电动机进行调速。如果说变频调速器是节电控制产品的话，那么所有的调速设备也都是节电控制产品。变频调速器只不过比其它调速设备效率和功率因数略高罢了。 

        变频调速器能否实现节电，是由其负载的调速特性决定的。对于离心风机、离心水泵这类负载，转矩 与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比。只要原来采用阀门控制流量，且不是满负荷工作，改为 调速运行，均能实现节电。当转速下降为原来的 80%时，功率只有原来的 51.2%。可见，变频调速器在这类 负载中的应用，节电效果最为明显。  

    对于罗茨风机这类负载，转矩与转速的大小无关，即恒转矩负载。若 原来采用放风阀放走多余风量的方法调节风量，改为调速运行，也能实现节电。当转速下降为原来的 80% 时，功率为原来的 80%。比在离心风机、离心水泵中的应用节电效果要小得多。对于恒功率负载，功率与 转速的大小无关。比如：水泥厂恒功率负载，如配料皮带秤，在设定流量一定的条件下，当料层厚时，皮带速度 减慢；当料层薄时，皮带速度加快。变频调速器在这类负载中的应用，不能节电。某水泥厂离心风机拖动电动机型号为 Y280S－4，额定功率为 75kW，额定电压 380V，额定电流 140A。 在进行变频调速改造前，阀门全开，通过测试发现，电动机电流 70A，只有 50%负荷，功率因数为 0.49， 有功功率为 22.6kW，视在功率为 46 ? 07kVA。在采用变频调速改造后，阀门全开，额定转速运行时，三相 电网平均电流为 37A，从而认为节电（70－37）÷70×100%=44.28%。这样计算，看似合理，实质上仍是以 视在功率计算节能效果。该厂在进一步测试后发现，此时功率因数为 0.94，有功功率为 22.9kW，视在功率 为 24.4kVA。可见，有功功率增加，不但没有节电，反而费电。有功功率增加的原因是考虑了变频器的损 耗，而没有考虑线损和变压器铜耗的节约。产生这种错误的关键在于没有考虑功率因数提高对电流下降的 影响，默认功率因数不变，从而片面夸大了节能效果。

所以，变频调速器都能节电，理论和实践证明这种说法不确切。这也就是节能误区。

引用yipin 的回复内容：……用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。……

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1、这是对风机做功的一个误解；

2、风机在额定转速下运行时，其做功大小与流量成正比；

3、只要用风门或节流阀、回流阀降低流量，风机功率同样会下降，不一定要用降低速度的方式；

4、大家只要观察一下电流表，在风门关小时电流会迅速下降，证明我的说法是正确的！

5、用变频器降低风机速度调节流量时，由于变频器效率低，会使系统效率总体下降20%，就是说多消耗20%的电能；

         对于这个探讨性的问题我认为可以从两个方面来分析：第一，变频器为什么可以节能；第二，变频器节能使用误区。下面分析如下：

                                                                                    变频器节能原因及原理
1、 变频节能：

　　为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费，在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在恒压的同时节约电能。

　　当电机转速从 N1 变到 N2时，其电机轴功率 （P）的变化关系如下：
　P2／ P1 = （N2/N1）3 ，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。
2、 动态调整节能：

　　迅速适应负载变动，供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。

3、通过变频自身的V/F功能节电：

　　在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。

4、 变频自带软启动节能：

　　在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，而大的启动电流即浪费电力，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流可从0 －－ 电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。

5、提高功率因数节能：

　　电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。

　　采用变频节能调速器后，由于其性能已变为：
　　AC－－ DC －－AC，在整流滤波后，负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性，功率因数很高，减少了无功损耗。

                                                                           变频器节能节电误区

误区1、使用变频器都能节电

 
       一些文献宣称变频调速器是节电控制产品，给人的感觉是只要使用变频调速器都能节电。
实际上，变频调速器之所以能够节电，是因为其能对电动机进行调速。如果说变频调速器是节电控制产品的话，那么所有的调速设备也都可以说是节电控制产品。变频调速器只不过比其它调速设备效率和功率因数略高罢了。
变频调速器能否实现节电，是由其负载的调速特性决定的。对于离心风机、离心水泵这类负载，转矩与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比。只要原来采用阀门控制流量，且不是满负荷工作，改为调速运行，均能实现节电。当转速下降为原来的80%时，功率只有原来的51.2%。可见，变频调速器在这类负载中的应用，节电效果最为明显。对于罗茨风机这类负载，转矩与转速的大小无关，即恒转矩负载。若原来采用放风阀放走多余风量的方法调节风量，改为调速运行，也能实现节电。当转速下降为原来的80%时，功率为原来的80%。比在离心风机、离心水泵中的应用节电效果要小得多。对于恒功率负载，功率与转速的大小无关。水泥厂恒功率负载，如配料皮带秤，在设定流量一定的条件下，当料层厚时，皮带速度减慢；当料层薄时，皮带速度加快。变频调速器在这类负载中的应用，不能节电。
与直流调速系统比较，直流电动机比交流电动机效率高、功率因数高，数字直流调速器与变频调速器效率不相上下，甚至数字直流调速器比变频调速器效率略高。所以，宣称使用交流异步电动机和变频调速器比使用直流电动机和直流调速器要节电，理论和实践证明，这是不正确的。
误区2、变频器的容量选择以电动机额定功率为依据

 
        相对于电动机来说，变频调速器的价格较贵，因此在保证安全可靠运行的前提下，合理地降低变频调速器的容量就显得十分有意义。
        变频调速器的功率指的是它适用的4极交流异步电动机的功率。
        由于同容量电动机，其极数不同，电动机额定电流不同。随着电动机极数的增多，电动机额定电流增大。变频调速器的容量选择不能以电动机额定功率为依据。同时，对于原来未采用变频器的改造项目，变频调速器的容量选择也不能以电动机额定电流为依据。这是因为，电动机的容量选择要考虑最大负荷、富裕系数、电动机规格等因素，往往富裕量较大，工业用电动机常常在50%～60%额定负荷下运行。若以电动机额定电流为依据来选择变频调速器的容量，留有富裕量太大，造成经济上的浪费，而可靠性并没有因此得到提高。
         对于鼠笼式电动机，变频调速器的容量选择应以变频器的额定电流大于或等于电动机的最大正常工作电流1.1倍为原则，这样可以最大限度地节约资金。对于重载起动、高温环境、绕线式电动机、同步电动机等条件下，变频调速器的容量应适当加大。
         对于一开始就采用变频器的设计中，变频器容量的选择以电动机额定电流为依据无可厚非。这是因为此时变频器容量不能以实际运行情况来选择。当然，为了减少投资，在有些场合，也可先不确定变频器的容量，等设备实际运转一段时间后，再根据实际电流进行选择。
        内蒙古某水泥公司Φ24m×13m水泥磨二级粉磨系统中，有1台国产N－1500型O－Sepa高效选粉机，配用电动机型号为Y2－315M－4型，电动机功率为132kW，却选用FRN160－P9S－4E型变频器，这种变频器适用于4极、功率为160kW电动机。投入运行后，最大工作频率48Hz，电流只有180A，不到电动机额定电流的70%，电动机本身已有相当的富裕量。而变频器选用规格又比拖动电动机大1个等级，造成不应有的浪费，可靠性不会因此而提高。
安徽巢湖水泥厂3号石灰石破碎机，其喂料系统采用1500×12000板式喂料机，拖动电动机选用Y225M－4型交流电动机，电动机额定功率45kW，额定电流为84.6A。在进行变频调速改造前，通过测试发现，板式喂料机拖动电动机正常运行时，三相平均电流仅30A，只有电动机额定电流的35.5%。为了节省投资，选用ACS601－0060－3型变频器，该变频器额定输出电流为76A，适用于4极、功率为37kW电动机，取得了较好的使用效果。
        这2个例子一反一正说明了，对于原来未采用变频器的改造项目，变频器的容量以实际工况为依据来选择可大幅度减少投资。
误区3、用视在功率计算无功补偿节能收益

 
        用视在功率计算无功补偿节能效果。如文献[1]原系统风机工频满载工作时，电动机运行电流为289A，采用变频调速时，50Hz满载运行时的功率因数约为0.99，电流是257A，这是由于变频器内部滤波电容产生改善功率因数的作用。节能计算如下：ΔS=UI=×380×(289－257)=21kVA
         因此该文认为其节能效果约为单机容量的11%左右。
         实际分析：S即表示视在功率，即电压与电流的乘积，电压相同时，视在功率节约百分比与电流节约百分比是一回事。在有电抗的电路中，视在功率只是反映了配电系统的允许最大输出能力，而不能反映电动机实际消耗的功率。电动机实际消耗的功率只能用有功功率表示。在该例中，虽用实际电流计算，但计算的是视在功率，而不是有功功率。我们知道，电动机实际消耗的功率是由风机及其负载决定的。功率因数的提高并没有改变风机的负载，也没有提高风机的效率，风机实际消耗的功率没有减少。功率因数提高后，电动机运行状态也没有改变，电动机定子电流并没有减少，电动机消耗的有功功率和无功功率都没有改变。功率因数提高的原因是变频器内部滤波电容产生无功功率供给了电动机消耗。随着功率因数提高，变频器的实际输入电流减少，从而减少了电网至变频器之间的线损和变压器的铜耗。同时，负荷电流减小，给变频器供电的变压器、开关、接触器、导线等配电设备可以带更多的负载。需要指出的是，如果象该例一样不考虑线损和变压器铜耗的节约，而考虑变频器的损耗，变频器在50Hz满载运行时，不仅没有节能，而且还费电。因此，用视在功率计算节能效果是不对的。
        某水泥厂离心风机拖动电动机型号为Y280S－4，额定功率为75kW，额定电压380V，额定电流140A。在进行变频调速改造前，阀门全开，通过测试发现，电动机电流70A，只有50%负荷，功率因数为0.49，有功功率为22.6kW，视在功率为4607kVA。在采用变频调速改造后，阀门全开，额定转速运行时，三相电网平均电流为37A，从而认为节电（70－37）÷70×100%=44.28%。这样计算，看似合理，实质上仍是以视在功率计算节能效果。该厂在进一步测试后发现，此时功率因数为0.94，有功功率为22.9kW，视在功率为24.4kVA。可见，有功功率增加，不但没有节电，反而费电。有功功率增加的原因是考虑了变频器的损耗，而没有考虑线损和变压器铜耗的节约。产生这种错误的关键在于没有考虑功率因数提高对电流下降的影响，默认功率因数不变，从而片面夸大了变频器的节能效果。因此，在计算节能效果时，必须用有功功率，不能用视在功率。
误区4、变频器输出侧不能加装接触器

           几乎所有变频调速器使用说明书都指出，变频调速器输出侧不能加装接触器。如日本安川变频器说明书就规定“切勿在输出回路连接电磁开关、电磁接触器”。
        厂家的规定是为了防止在变频调速器有输出时接触器动作。变频器在运行中连接负载，会由于漏电流而使过电流保护回路动作。那么，只要在变频调速器输出与接触器动作之间，加以必要的控制联锁，保证只有在变频调速器无输出时，接触器才能动作，变频调速器输出侧就可以加装接触器。这种方案对于只有1台变频调速器，2台电动机(1台电动机运行，1台电动机备用)的场合，具有重要的意义。当运行的电动机出现故障时，可以很方便地将变频器切换到备用电动机，经过延时使变频器运行，实现备用电动机自动投入变频运行。并且还可以很方便地实现2台电动机的互为备用