变频器节能效率计算完整版
变频器节能效率计算
概述在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。
与实际的工况存在较大的可调整空间。
在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。
同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。
1变频调速原理三相异步电动机转速公式为:n=60f p(1−s)式中：n-电动机转速，r/min；f-电源频率，Hz；p-电动机对数s-转差率,从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。
变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
1.1变频工作原理异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz。
电机定子绕组内部感应电动势为U1≈E1=4.44f1Nk1?1式中E1-定子绕组感应电动势，V；?1-气隙磁通，Wb；N-定子每相绕组匝数；f1-基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率f1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成?1增大。
由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U1=U n，f1=f n时，电动机主磁路接近饱和，增大?1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。
若在降低频率的同时降低电压使E 1f 1⁄保持不变则可保持?1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。
这种方式称为恒磁通控制方式。
此时电动机转矩为 T =m 1pf 12π(r 2s +sx 22r 2)(E 1f 1)2式中T -电动机转矩，N.m ；m 1—电源极对数；p —磁极对数； s —转差率；r 2—转子电阻；x 2—转子电抗；由于转差率s 较小，(r 2s ⁄)2?x 22则有 T ≈m 1pf 12πr 2s(E 1f 1)2=kf 1s 其中k =m 1p 2πr 2(E 1f 1)2由此可知：若频率f 1保持不变则T ∝s ；若转矩T 不变则s ∝1f 1⁄； 电动机临界转差率s m ≈r 2x 2=r 22πf 1L 2=C f 1 其中C =r22πL 2 电动机最大转矩T m =m 1pf 14π12πf 1L 2(E 1f 1)2=常数 最大转速降?n m =s m n 1=C f 160f 1p =60p =常数由此可知：保持E 1f 1=⁄常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。
机泵变频器的节能计算方法
机泵变频器的节能计算方法
机泵变频器的节能计算方法
变频器的节能计算方法
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。
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。
变频器节电量计算
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。
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·hW2=45×13×（95%－20%）×300 =131625kW·hW = W1＋W2=46035＋131625=177660kW·h 字串4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·hW2=22×13×[1－（20/50）3]×300=80309kW·hWb = W1＋W2=16067＋80309=96376 kW·h挡板开度时的节电量为：W1=22×（1－98%）×11×300=1452kW·hW2=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。
变频器节电计算公式
变频器节电计算公式
近年来，随着能源的日益紧张，各行各业都在探寻各种途径来降低能源消耗。
变频器作为一种主流的电气设备，其可节省能源、提高生产效率的特性受到广泛关注。
那么，如何计算变频器节电效果呢？我们可以通过以下公式进行计算：
节电率=1-（非变频器功率÷变频器选用功率）×100%
其中，非变频器功率指在使用变频器前的功率，变频器选用功率则表示变频器设备在实际生产中的使用功率。
举个简单的例子，假设某厂家原先使用的电机功率为10kW，而选用了5kW的变频器设备，那么其节电率就为：
1-（10kW÷5kW）×100% = 50%
也就是说，通过使用变频器设备，该厂家每年可以节省一半的电能消耗。
那么，变频器究竟是如何实现节电的呢？主要有以下两个方面：
1. 变频器通过控制电机运行速度，避免了电机额定功率下的过载运行，降低电机的电流消耗，达到节能目的；
2. 变频器在实际生产中能够根据工作负载的变化自动调节输出功率，避免浪费电能。
当然，变频器的节能效果还与具体的应用场景有关。
比如，对于
物流行业常见的卷帘门系统，通过使用变频器可以实现门体缓慢启闭，减少起落产生的能耗；对于水泵系统，通过控制泵的流量，避免泵功
率过剩，降低水泵系统的能耗。
总体而言，变频器节电效果显著，已经成为各行各业节能降耗的
重要手段之一。
对于企业而言，选用高效的变频器设备，在保证生产
效率的同时，还能节约不少能源消耗，实现了经济效益和环保双赢。
变频器节能计算范文
变频器节能计算范文引言近年来，环境保护和能源的可持续利用日益受到人们的关注。
变频器作为一种能够调节电动机转速并实现节能的设备，受到了广泛的应用。
本文将通过计算变频器的节能效果，以说明其在能源节约方面的重要性。
一、节能计算方法节能比(%)=(1-实际电力消耗/理论电力消耗)×100%其中，实际电力消耗指的是电动机实际工作时的电力消耗，理论电力消耗指的是电动机在额定工作状态下的电力消耗。
二、变频器节能计算实例假设工厂的一个电动机额定功率为100kW，在变频器的控制下，电动机的实际电力消耗为80kW，变频器的功率因数为0.95、根据公式，可以计算出节能比如下：节能比(%)=(1-80/100)×0.95×100%=19%通过以上计算可知，使用变频器可以实现约19%的节能效果。
三、变频器节能的原理和作用变频器通过调节电动机的转速来实现节能的目的。
在传统的电动机控制系统中，电动机的转速是通过改变电源的频率来实现的，而变频器则可以通过调节电源的电压和频率来控制电动机的转速，从而达到节能的效果。
变频器节能的原理在于，在电动机负载较轻的情况下，变频器可以通过降低电动机的转速来降低功率消耗。
例如，当电动机只需以50%的负载工作时，如果保持额定转速，此时电动机的功率消耗就会超过实际需求，而通过变频器调整转速至50%，能够降低功率消耗，从而实现节能。
此外，变频器还能够通过调整电源的电压和频率，使电动机在工作过程中保持较高的效率，减少能量的浪费。
四、变频器节能的优势和应用1.提高生产线的效率：变频器的调速功能可以根据实际的生产需求来控制电动机的转速，从而提高生产线的效率和生产能力。
2.增加电动机的使用寿命：由于变频器可以控制电动机的启动和停止过程，避免了频繁的启停操作对电动机的损害，从而延长了电动机的使用寿命。
3.减少设备的维护成本：采用变频器可以使系统在低负载状态下工作，减少电机功率的损耗和热量，从而减少了对设备的维护和冷却成本。
变频器节能计算范文
变频器节能计算范文变频器是现代工业中广泛应用的一种电力调节设备，它可以根据负载的需求来调整电机的运行速度，并通过调节电机的电压和频率来实现节能的目的。
变频器节能的计算方法主要有两种：理论计算和实际测试。
一、理论计算方法：1.负载调整法：变频器可以根据负载的需求来调整电机的运行速度，实现负载的匹配，从而减少能量的浪费。
通过测量电机的运行电流和负载变化的关系，可以计算出节能量。
具体计算方法如下：节能率=(1-(I1/I2))^2*100%其中，I1是基础负载的电流，I2是变频器调节后的电流。
2.预测模型法：变频器可以通过预测负载的变化来调整电机的运行速度，避免能量的浪费。
通过建立负载变化和能耗的数学模型，可以预测负载变化时的节能量。
具体计算方法如下：节能量= ∫ P(t) dt其中，P(t)是变频器调节后的功率。
二、实际测试方法：1.流量变化法：变频器可以根据流量的需求来调整电机的运行速度，实现流量的匹配，从而减少能量的浪费。
通过测量流量变化和能耗的关系，可以计算出节能量。
具体计算方法如下：节能率=(1-(Q1/Q2))^2*100%其中，Q1是基础流量时的能耗，Q2是变频器调节后的能耗。
2.持续时间法：变频器可以根据工作时间的需求来调整电机的运行速度，避免能量的浪费。
通过测量持续时间和能耗的关系，可以计算出节能量。
具体计算方法如下：节能量= ∫ E(t) dt其中，E(t)是变频器调节后的能耗。
综上所述，变频器节能的计算方法主要包括理论计算和实际测试两种方法。
理论计算方法可以根据负载调整和预测模型来计算节能量，而实际测试方法可以通过流量变化和持续时间来计算节能量。
无论采用哪种方法，变频器的节能计算都需要考虑负载、功率、流量和持续时间等因素，从而得出准确的节能结果。
变频器节能效率计算
概述在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。
与实际的工况存在较大的可调整空间。
在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。
同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。
1变频调速原理三相异步电动机转速公式为:n=60f p(1−s)式中：n-电动机转速，r/min；f-电源频率，Hz；p-电动机对数s-转差率,从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。
变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
变频工作原理异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz。
电机定子绕组内部感应电动势为U1≈E1=4.44f1Nk1?1式中E1-定子绕组感应电动势，V；?1-气隙磁通，Wb；N-定子每相绕组匝数；f1-基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率f1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成?1增大。
由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U1=U n，f1=f n时，电动机主磁路接近饱和，增大?1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。
若在降低频率的同时降低电压使E 1f 1⁄保持不变则可保持?1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。
这种方式称为恒磁通控制方式。
此时电动机转矩为 T =m 1pf 12π(r 2s +sx 22r 2)(E 1f 1)2式中T -电动机转矩，；m 1—电源极对数；p —磁极对数； s —转差率；r 2—转子电阻；x 2—转子电抗；由于转差率s 较小，(r 2s ⁄)2?x 22则有 T ≈m 1pf 12πr 2s(E 1f 1)2=kf 1s 其中k =m 1p 2πr 2(E 1f 1)2由此可知：若频率f 1保持不变则T ∝s ；若转矩T 不变则s ∝1f 1⁄； 电动机临界转差率s m ≈r 2x 2=r 22πf 1L 2=C f 1 其中C =r22πL 2 电动机最大转矩T m =m 1pf 14π12πf 1L 2(E 1f 1)2=常数 最大转速降?n m =s m n 1=C f 160f 1p =60p =常数由此可知：保持E 1f 1=⁄常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。
变频器节能效果计算
变频器节能效果计算
第一台窑头380V 90KW 功率0。
863 风门开度60% 额定178A 运行电流120A
第二台窑尾380V 215KW 功率0.867 风门开度80% 额定410A 运行电流321A
一：窑头风机节能计算
电动机效率=0.863
变频器效率=0.98
额定风机功率=90KW
假定每天运行时间：20小时，一个月运行30天，一年300天，则总共运行180000小时
风机运行模式为：风量60%，年运行时间
改变风门开度时风量功耗：
P=90*（1-0.6）*20*300*0.863=186408KWh
变频器调节时风量功耗：
P=90*（1-0.6^3）*20*300*0.98*0.863=358052KWh
按0.5元/KWh计算
节能量为：0.5*（358052-186408）=85822元
二：窑尾风机节能计算
电动机效率=0.863
变频器效率=0.98
额定风机功率=215KW
假定每天运行时间：20小时，一个月运行30天，一年300天，则总共运行180000小时
风机运行模式为：风量80%，年运行时间
改变风门开度时风量功耗：
P=215*（1-0.8）*20*300*0.863=222654KWh
变频器调节时风量功耗：
P=215*（1-0.8^3）*20*300*0.98*0.863=532410KWh
按0.5元/KWh计算
节能量为：0.5*（532410-222654）=154878元
以上仅为经验计算，实际情况需要实际计算，以上可作为参考。
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概述
在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。
与实际的工况存在较大的可调整空间。
在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。
同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。
1变频调速原理
三相异步电动机转速公式为:
60f
n=
式中：n-电动机转速，r/min；
f-电源频率，Hz；
p-电动机对数
s-转差率,
从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。
变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
变频工作原理
异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz 。
电机定子绕组内部感应电动势为
U 1≈U 1=4.44U 1UU 1
1
式中U 1-定子绕组感应电动势，V ；
1-气隙磁通，Wb ； U -定子每相绕组匝数；
U 1-基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率U 1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成1增大。
由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U 1=U U ，U 1=U U 时，电动机主磁路接近饱和，增大
1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增
加，功率因素降低。
若在降低频率的同时降低电压使U 1U 1⁄保持不变则可保持1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。
这种方式称为恒磁通控制方式。
此时电动机转矩为
T =U 1UU 12π(U 2U +UU 22
U 2)(U 1U 1)2
式中T -电动机转矩，；
U 1—电源极对数；
U—磁极对数；
U—转差率；
U2—转子电阻；
U2—转子电抗；
由于转差率U较小，(U2U
⁄)2U22则有
T≈U1UU1
2π
U2
U
(
U1
1
)
2
=UU1U
其中U=U1U
2πU2(U1 U1
)2
由此可知：若频率U1保持不变则T∝s；若转矩T不变则s∝1U1
⁄；
常数
由此可知：保持U1U1=
⁄常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。
因此不同频率的各条机械特性曲线是平行的，硬度相同。
风机、泵负载特性
以风机、泵类为代表的二次方减转矩负载即转矩与转速平方成正比。
如图所示，在低转速下负载转矩非常小。
风机、水泵的负载特性如下
U 1U 2⁄=U 1U 2⁄
(U 1U 2⁄)2=U 1U 2⁄=U 1U 2⁄
(U 1U 2⁄)3=U 1U 2⁄
式中U 1U 2⁄—风量、流量，U 3U ⁄；
U 1U 2⁄—风压，Pa ；
U 1U 2⁄—轴功率，kW ；
U 1U 2⁄—负载转矩，；
U 1U 2⁄—转速，U UUU ⁄。
从上式可知，风机风量、泵的流量与转速成正比；风机风压、泵的杨程与转速的二次方成正比；风机、泵的轴功率与转速、风机风量、泵流量的三次方程正比；风机、泵的轴功率在速度不变时与风机风压、泵杨程成正比。
按离心式泵功率选择电动机 P=kγQ(H+?H)/ηηU ×10−3
式中P —离心式泵电动机功率，kW ；
γ—液体密度，kg/U 3； Q —泵的出水量，U 3U ⁄；
H—水头，m；
H—主管损失的水头，m；
η—水泵效率，约为~η
U —传动效率，与电动机直连时取η
U
=1；
K—裕量系数，与功率有关。
当管道长、流速高、弯头与阀门数量多时，裕量系数适当增大。
由于风机、泵的容量是按最大风量及风压、流量及杨程确定的，与实际需要存在较大的可调整空间，按照风量、风压、流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出功率和输出转矩达到节能效果。
如下图，曲线1是阀门全部打开时供水系统的阻力特性，曲线2是额定转速时泵的杨程特性；此时供水系统的工作点位A，流量为U U，杨程为U U；电动机的轴功率与O-
U U-A-U U-O面积成正比。
如果要将流量减少为主要的调节方式有两种：
1）传统的方法是保持电动机转速不变，将阀门关小，此时阻力特性曲线如图3所示，工作点移至B点，流量为U U，杨程为U U；电动机的轴功率与面积O-U U-B-U U-O成正比。
2）阀门的开度不变，降低电动机的转速，此时杨程特性如曲线4所示，工作点移至C 点，流量仍为U U，但杨程为U U；电动机的轴功率为O-U U-C-U U-O成正比。
由此可见当需求量下降时，调节转速可以节约大量能源。
之所以变频比变阀门开度节能，因为在改变流量的同时对压力没有要求，也就是说改变流量的同时允许改变压力。
变频调速改变流量的同时，压力也在改变。
流量减少，压力也在减小，功率等于压力与流量的乘积，功率在双倍减小；而改变阀门开度的同时，流量减少，压力基本没有变，甚至增加。
功率在单倍减小，因此变频比变阀门开度消耗的功率少，节省能量。
2变频器的选型和应用
变频器分为通用型（G）和风机、水泵专用型（P），应根据负载进行选择。
通常变频器以适用的电机容量（kW）、输出容量（kVA）、额定输出电流（A）表示。
其中额定电流为变频器允许的最大连续输出电流的方均根值，不能长期超出此连续电流值。
不同厂家的电动机、不同系列的电动机、不同极数的电动机，即使同一容量等级，其额定电流也不尽相同。
由于变频器输出中包含谐波成分，其电流有所增加，应适当考虑加大容量。
一般风机、泵类负载不宜在低于15Hz以下运行，如果确实需要在15Hz以下长期运行，需要考电动机的允许温升，必要时采用外置强迫风冷措施。
如果电动机的启动转矩能
⁄模式，以获得较大的节能效果。
满足要求，宜选用变频器的降低转矩U U
用变频器传动电动机与用正弦波传动的电动机相比，由于变频器输出波形中含有高次的影响，电动机的功率因素，效率均将恶化，温度升高。
另一方面，变频传动要得到与工频传动同样的转矩，变频器输出电流的基波方均根值通常要等于工频电源的方均根值。
变频器输出电流由基波电流与高次谐波电流叠加合成。
因此，变频器传动时的基本特性将不同于工频传动。
利用电机的等值电路可求得空载电流为
U0=√U012+∑U0U2
式中U0—空载电流，A；
U1—定子空载基波电流，A；
U0U—定子空载h次谐波电流，A。
上式表明，变频传动比工频传动的空载电流要大，其中，定子、转子铜损和与载波率有关的铁损是高次谐波引起铁损耗增大的主要原因。
高次谐波引起的损耗与负载的大小无关，大体上与空载一致，基本为一定值。
因此，负载越轻，谐波损耗增加的影响越大，以功率因素降低，效率下降，温升升高。
通常电动机额定运行（输出额定电流、频率及功率）时，变频器供电的电动机电流比工频供电的电动机电流增加约5%~10%，温升增加20%。
因此变频器供电时普通电动机不宜在额定频率下满载运行。
3结束
综上所诉，变频调速在实际生产中有着无可比拟的先天优势。
变频调速有以下的的优点：
1、调速效率高。
这是由于在频率变化后，电动机仍在同步转速附近运行，基本保持额定转差。
2、调速范围宽。
一般可达20:1，并在整个调速范围内具有高的调速效率。
所以变频调速适用于调速范围宽，且经常处于低负荷状态下运行的场合。
3、机械特性较硬。
在无自动控制时，转速变化率在5%以下；当采用自动控制时，能做高精度运行，把转速波动率控制在%|~1%左右。
4、能兼作启动设备。
即通过变频电源将电动机启动到某一转速，再断开变频电源，电动机可直接接到工频电源使泵或风机加速到全速。
5、兼做电机保护设备。
变频器对电机的保护主要有以下几方面：过电压保护、欠电压保护、过电流保护、缺相保护、反相保护、过负荷保护、接地保护、短路保护、超频保护和失速保护。
在使用中需注意不宜在过低频率（<15Hz）和工频（50Hz）情况下运行。
避免电机温升发热。
热力站变频调速节能分析和运行
第一供暖分公司
籍晋鹏
2017年9月。