变频调速的计算
高压变频器基本知识
• 电解电容的容量比低压变频器要大，因为单元为 单相输出，全靠电解电容来进行无功电流的交换， 而低压变频则是三相输出，无功可以相互抵消。 设计时一般按1A=90UF计算。
• 3． 变压器柜
• 主要为移相干式变压器。给功率单元的工作提 供独立的三相输入电压，功率单元之间及变压器 二次绕组之间相互绝缘。二次绕组为多个相互绝 缘的绕组，全采用星形绕法，绕组分成三个相位 组相位差为10°，形成了36脉冲整流电路结构。 可以不加任何谐波滤波器就能满足总输入电流谐 波小于5%的要求。输出采用载波移相脉宽调制技 术，总输出电压谐波小于5%。输入输出谐波均能 满足国家标准GB/T14549—93的要求，噪音低， 温升低，不会引起电机的转矩脉动，对电机没有 特殊要求。
• 2.3高-高型变频器
• 我们所用的变频器结构即为高-高型变频器， 下面介绍一下基本原理
• 三．风光高压变频器的原理及结构
• 我们公司高压变频器分为6KV系列和 10KV系列，3KV系列的也有。高压变频器 的拖动对象鼠笼式三相异步电机，负载多 为风机，水泵类，节能效果比较明显。
• 我们高压变频器采用高-高型模式，每相 采用低压功率单元串接组成,由一个多绕组 的移相隔离变压器供电，通过高速微处理 器来实现对变频器控制。
• 4． 旁路柜
• 也就是所说的开关柜，主要是实现工/变频 转换。目的是当变频器发生故障时，可以 将电机切换到工频运行，不影响生产。
• 对于一拖一的旁路柜主回路图如下：
• 所用主要器件（一拖一为例） • 机械闭锁：1个 JSXN(G)-3 • 高压隔离开关： 3个 GN19-10/400-12.5 • 真空接触器： 2个 JCZ5-7.2(12)/ A• 中间继电器：若干 MA406A-44 • 限流电阻：RXHG-60Ω-3KW 1个
变频调速理论基础-复习及习题解答
三、交流异步电动机变频调速的理论基础问题3-1：在电动机调速时，为什么要保持每极磁通量为额定值不变？对直流电机和交流异步电机，分别采用什么方法使电机每极的磁通恒定？异步电机的气隙磁链在每相定子中的感应电动势E g =4.44f 1N 1k N1Φm 如果使Eg/f 1=K 气隙磁链保持不变，要保持直流电机的磁通恒定，因为其励磁系统是独立的，只要对电枢反应的补偿合适，容易做到保持磁通恒定。
要保持交流异步电机的磁通恒定，必须采用恒压频比控制。
问题3-2：交流异步电动机的恒压频比控制有哪三种方式？试就其实现难易程度、机械特性等方面 进行比较。
Eg/f 1=K ，气隙磁链在每相定子中的感应电动势/输入频率为恒值，机械特性非线性，难实现，加定子电压补偿的目标，改善低速性能。
T max ，n m 与频率无关，机械特性平行，硬度相同，类似于直流电动机的降压调速，属于恒转矩调速。
U 1/f 1=K ，定子相电压/输入频率为恒值，U 1定子相电压，机械特性非线性，易实现。
f 1接近额定频率时，T max 变化不大，f 1的降低，T max 变化较大，在低速时甚至拖不动负载。
实际上U 1/f 1=常数，由于频率很低时定子电阻损耗相对较大， 不可忽略，故必须进行定子电压补偿。
E 2/f 1=K ，转子磁链在每相定子中的感应电动势/输入频率为恒值，E 2转子磁链在每相定子中的感应电动势（忽略转子电阻损耗）转子磁链恒值，机械特性线性， 稳态性能和动态性能好，最难实现。
这是矢量控制追求的目标。
问题3-3：交流异步电动机变频调速系统在基速以上和基速以下分别采用什么控制方法，磁通、转矩、功率呈现怎样的变化规率？并请用图形表示。
恒磁通调速（基频以下）U 1/f 1=常数，并补偿定子电阻损耗。
恒功率调速（基频以上）升高电源电压时不允许的，f 1Φm =KE g 0f T f带定子电压补偿的U 1/f 1=KφφmU1fnUnnT在频率上调时，只能保持电压不变。
变频调速节能量的计算方法
变频调速节能量的计算方法
一、变频调速节能量的计算原理：
1、变频调速系统的计算原理：变频调速是一种采用变频器和变速器，可以根据需要进行调速的节能技术。
它的原理是将普通电机的输入电压和
频率调整，从而改变电机的转速。
变频调速可以替代传统调速系统，从而
减小电机的能耗。
由于变频器设置的转速可以根据负载的变化而变化，可
以节省能量，从而有效节能。
2、变频调速节能量的计算原理：变频调速节能量的计算原理采用差
值律。
可以通过比较电机传统调速前后的输出功率，得出变频调速节能量
的总量。
具体的计算步骤如下：
（1）将电机进行传统调速，并测量其负载功率。
（2）将电机安装变频调速装置，将装置设置为同样的转速，并测量
其负载功率。
（3）将上述两次测量的负载功率的差值（即较低值减去较高值），
即为变频调速节能量总量。
二、计算实例
一台普通电机传统调速前，测量其负载功率P1=20kW；将电机安装变
频调速装置，将装置设置为同样的转速，测量其负载功率P2=15kW；按照
变频调速节能量的计算原理，将较低值减去较高值。
变频器节能效率计算完整版
变频器节能效率计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]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:60fn=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 11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 22U 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≈U1UU12πU2U(U11)2=UU1U其中U=U1U2πU2(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。
变频调速节能量的计算方法7
一、概述据统计,全世界地用电量中约有60%是通过电动机来消耗地.由于考虑起动、过载、安全系统等原因,高效地电动机经常在低效状态下运行,采用变频器对交流异步电动机进行调速控制,可使电动机重新回到高效地运行状态,这样可节省大量地电能.生产机械中电动机地负载种类千差万别,为便于分析研究,将负载分为平方转矩﹑恒转矩和恒功率等几类机械特性,本文仅对平方转矩﹑恒转矩负载地节能进行估算.所谓估算,即在变频器投运前,对使用了变频器后地节能效果进行地计算预测.变频器一旦投运后,用电工仪表测量系统地节能量更为准确.现假定,电动机系统在使用变频器调速前后地功率因数基本相同,且变频器地效率为95%.在设计过程中过多考虑建设前,后长期工艺要求地差异,使裕量过大.如火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉地鼓风机,引风机地风量裕度分别为5%和5～10%,风压裕度为10%和10%～15%,设计过程中很难计算管网地阻力,并考虑长期运行过程中可能发生地各种问题,通常总把系统地最大风量和风压裕量作为选型地依据,但风机地系列是有限地,往往选不到合适地风机型号就往上靠,大20%～30%地比较常见.生产中实际操作时,对于离心风机﹑泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节,则增加了管路系统地阻尼,造成电能地浪费；对于恒转矩负载常用电磁调速器﹑液力耦合器进行调节,这两种调速方式效率较低,而且,转速越低,效率也越低.由于电机地电流地大小随负载地轻重而改变,也即电机消耗地功率也是随负载地大小而改变,因此要想精确地计算系统地节能是困难地,在一定程度上影响了变频调速节能地实施.本文介绍用以下地公式来进行节能地估算.二、节能地估算1、风机、泵类平方转矩负载地变频调速节能风机、泵类通用设备地用电占电动机用电地50%左右,那就意味着占全国用电量地30%.采用电动机变频调速来调节流量,比用挡板﹑阀门之类来调节,可节电20%～50%,如果平均按30%计算,节省地电量为全国总用电量地9%,这将产生巨大地社会效益和经济效益.生产中,对风机﹑水泵常用阀门、挡板进行节流调节,增加了管路地阻尼,电机仍旧以额定速度运行,这时能量消耗较大.如果用变频器对风机﹑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地计算公式,即：也应先计算原系统节流调节时消耗地电能,再与系统变频调速后消耗地电能相减,这不正好是<2）式分子地表示式.因此,要准确地计算节能,还需使用<1）式计算系统节流调节时消耗地电能.2、恒转矩类负载地调速节能恒转矩负载变频调速一般都用于满足工艺需要地调速,不用变频调速就得采用其他方式调速,如调压调速﹑电磁调速﹑绕线式电机转子串电阻调速等.由于这些调速是耗能地低效调速方式,使用高效调速方式地变频调速后,可节省因调速消耗地转差功率,节能率也是很可观地.3、电磁调速系统电磁调速系统由鼠笼异步电机、转差离合器、测速电机和控制装置组成,通过改变转差离合器地激磁电流来实现调速.转差离合器地本身地损耗是由主动部分地风阻､磨擦损耗及从动部分地机械磨擦损所产生地.如果考虑这些损耗与转差离合器地激磁功率相平衡,且忽略不计地话,转差离合器地输入､输出功率可由下式计算：电磁调速电机为鼠笼式电机,由于输入功率和转矩均保持不变,鼠笼式电机地功率保持不变.损耗以有功地形式表达出来,损耗功率通过转差离合器涡流发热并由电枢上地风叶散发出去.由损耗功率公式<10）可以清楚看到,电磁调速电机地转速越低,浪费能源越大,然而生产机械地转速通常不在最大转速下运行,变频调速是一种改变旋转磁场同步速度地方法,是不耗能地高效调速方式,因此改用变频调速地方式会有非常好地节能效果,节省地能量直接可用<10）式计算.4、液力偶合器调速系统液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液地动量矩变化,来传递电动机能量,电动机通过液力偶合器地输入轴拖动其主动工作轮,对工作油进行加速,被加速地工作油再带动液力偶合器地从动工作涡轮,把能量传递到输出轴和负载.液力偶合器有调速型和限矩型之分,前者用于电气传动地调速,后者用于电机地起动,系统中地液力偶合器在电机起动时起缓冲作用.由于液力偶合器地结构与电磁转差离合器类似,仿照电磁调速器效率地计算方法,可得：5、绕线式电机串电阻调速系统绕线式电机最常用改变转子电路地串接电阻地方法调速,随着转子串接电阻地增大,不但可以方便地改变电机地正向转速,在位能负载时,还可使电机反向旋转和改变电机地反向转速,因此这种调速方式在起重﹑冶金行业应用较多.对于绕线式电机,无论在起动､制动还是调速中,采用转子串电阻方式均会带来电能损耗.这种损耗随着转速地降低,转差率S地增大而增大,另外,随着串接电阻地增大,机械特性变软,难以达到调速地静态指标.在<14）式中,若S=0.5,电磁功率有一半消耗在转子电阻上,调速系统效率低于50%.利用<14）式,只要知道电机运行地转速,就可方便地计算绕线式电机串接电阻调速消耗地电能,节能量地计算就非常简单了.当我们进行变频节能改造时,投入和收益是必须认真考虑地,收益就涉及到节能量地计算.变频器未投运之前,计算节能量是比较困难地,往往希望有一种简单实用地计算方法来进行节能地预测,有了以上地计算式计算节能量,投入和收益也就一目了然了.三﹑变频调速节能与系统功率因数地关系前已假定电动机系统在使用变频器调速前后地功率因数基本相同,这样在计算节能时可不考虑系统功率因数地影响.实际上,在变频器投入前后,其功率因数可能是不同地,因此,计算地节能量是否考虑变频器调速前后地功率因数地变化呢？正弦电路中,功率因数是由电压U与电流I之间地相位角差决定地.在此情况下,功率因数常用表示.电路中地有功功率P就是其平均功率,即：用电度表进行计量检测实际地节能量时,电度表测量地就是电动机系统消耗地有功功率.若原电动机系统地功率因数较低,在使用变频器后以50Hz频率恒速运行,这时功率因数有所提高.功率因数提高后,电动机地运行状态并没有改变,电动机消耗地有功功率和无功功率也没有改变.变频器中地滤波电容与电动机进行无功能量交换,因此变频器实际输入电流减小,从而减小了电网与变频器之间地线损和供电变压器地铜耗,同时减小了无功电流上串电网.因此计算节能时,应考虑提高功率因数后地节能.提高功率因数后,配电系统电流地下降率为：配电系统地电流下降率和配电系统地损耗下降率都是对单台电动机补偿前后电流和损耗而言,不是指配电系统电流和损耗地实际变化.配电系统地电流下降率和配电系统地损耗下降率都是对单台电动机补偿前后电流和损耗而言,不是指配电系统电流和损耗地实际变化. 下面举一个典型地事例.例2：有一台压料机,电机功率200kW,安装在离配电房100多M地地方,计量仪表电压表﹑电流表和有功电度表均在配电房.工频时电机空载工作电流192A；加载时,电机工作电压356V,电流231A.由于负载较轻,导致电动机地负载率和效率都较低.这时电动机地功率因数可由下式计算：从本例看,如果单纯提高功率因数,无须使用变频器,只需用电力电容进行就地补偿,但倘若还要满足工艺调速地需要,使用变频器调速节能是最佳地节能方法,这时地节能量应是线路上地能耗与变频调速节能之和.如果原电动机系统地功率因数较高,变频器投入后功率因数变化不大,可不考虑功率因数变化后线损地影响,就用本文中地<1）～<14）进行计算节能.四、变频调速节能计算时需考虑变频器地效率GB12668定义变频器为转换电能并能改变频率地电能转换装置.能量转换过程中必然伴随着损耗.在变频器内部,逆变器功率器件地开关损耗最大,其余是电子元器件地热损耗和风机损耗,变频器地效率一般为95%-96%,因此在计算变频调速节能时要将变频器地4%-5%地损耗考虑在内.如考虑了变频器地损耗本文例1中计算地节能率,就不是36%,而应该为31%-32%,这样地计算结果与实际节能率更为接近.五、结束语一般情况下,变频器用于50Hz调速控制.不管是平方转矩特性负载,还是恒转矩特性负载,调速才能节能,不调速在工频下运行是没有节能效果地.有时系统功率因数很低,使用变频器后也有节能效果,这不是变频调速节能,而是补偿功率因数带来地节能.本文所述地对变频调速节能计算方法有极好地实用性.。
电机转速公式与调速方法
电机转速公式与调速方法一、电机转速公式电机的转速可以使用下面的公式来计算：N=(120×f)/p其中，N表示电机的转速（单位：rpm），f表示电机的频率（单位：Hz），p表示电机的极数。
二、调速方法1.电压调频调速（V/f控制）电压调频调速是一种常见的电机调速方法，其原理是通过改变输入电压的频率和电压来控制电机的转速。
具体步骤如下：（1）确定电机的转速范围和所需的转速精度。
（2）根据所需转速范围和精度，选择合适的电压和频率调节器。
（3）通过电压和频率调节器，将输入电压的频率和电压调整到合适的数值，以达到所需的电机转速。
2.变频调速变频调速是一种通过改变电机输入频率和电压的方法来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的变频器。
（2）将输入电压和频率接入变频器。
（3）通过变频器调节输出频率和电压的数值，以实现所需的电机转速。
3.磁力调节调速磁力调节调速是一种通过改变电机的磁力来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的磁力调节器。
（2）将磁力调节器接入电机的直流励磁电路。
（3）通过调节磁力调节器的励磁电流，改变电机的磁力，从而实现所需的电机转速。
4.机械调速机械调速是一种通过改变电机的机械传动系统来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的机械传动系统。
（2）通过改变机械传动系统的传动比例，改变电机的输出转速，以实现所需的电机转速。
5.输入输出电阻调速输入输出电阻调速是一种通过改变电机的输入或输出电阻来控制电机转速的调速方法。
具体步骤如下：（1）根据所需的转速范围和精度，选择合适的电阻调节器。
（2）将电阻调节器接入电机的输入或输出回路。
（3）通过调节电阻调节器的电阻数值，改变电机的输入或输出电阻，从而实现所需的电机转速。
以上是常见的电机转速公式与调速方法，不同的电机有不同的适用方法，具体的应用需要根据实际情况来选择合适的调速方法。
车床变频调速的计算实例
技术讲座 车床变频调速的计算实例自动化博览 2003年9月出版《自动化综合技术文集》，欢迎投稿！57车床变频调速的计算实例张燕宾1 普通车床的大致构造与负载性质1.1 普通车床的大致构造与拖动系统(1) 大致构造如图1所示，主要部件有：① 头架 用于固定工件。
内藏齿轮箱，是主要的传动机构之一。
② 尾架 用于顶住工件，是固定工件用的辅助部件。
③ 刀架 用于固定车刀。
④ 床身 用于安置所有部件。
(2) 拖动系统普通车床的拖动系统主要包括以下两种运动：① 主运动 工件的旋转运动为普通车床的主运动，带动工件旋转的拖动系统为主拖动系统。
② 进给运动 主要是刀架的移动。
由于在车削螺纹时，刀架的移动速度必须和工件的旋转速度严格配合，故中小型车床的进给运动通常由主电动机经进给传动链拖动，并无独立的进给拖动系统。
图1 普通车床的外形(3) 主拖动系统阻转矩的形成主拖动系统的阻转矩就是工件在切削过程中形成的阻转矩。
理论上说，切削功率用于切削的剥落和变形。
故切削力正比于被切削工件的材料性质和截面积，切削面积由切削深度和走刀量决定。
而切削转矩则取决于切削力和工件回转半径的乘积，其大小与下列因素有关：① 切削深度；② 进刀量；③ 工件的材质与直径等。
1.2 主运动的负载性质在低速段，允许的最大进刀量都是相同的，负载转矩也相同，属于恒转矩区；而在高速段，由于受床身机械强度和振动及刀具强度等的影响，速度越高，允许的最大进刀量越小，负载转矩也越小，但切削功率保持相同，属于恒功率区。
故车床主轴的机械特性如图2所示。
恒转矩区和恒功率区的分界转速，称为计算转速，用n D表示。
关于n D 大小的规定大致如下：在老系列产品中，一般规定：从最低速起，以全部级数的三分之一的最高速作为计算转速。
例如，CA6140型普通车床主轴的转速共分24级：n 1、n 2、n 3、…n 24，则从最低速算起的第八档转速（n 8）为计算转速。
但随着刀具强度和切削技术的提高，近年来，计算转速已经大为提高，据有关资料介绍，较为先进的车床，已经可以以最高转速的（1/4～1/2）作为计算转速：图2 车床的机械特性n D ≈n max /(2～4) (1)2 计算实例某厂的意大利产SAG 型精密车床，由于调速用电磁离合器（用于齿轮箱的换档）损坏率较高，国内无配件，进口件又十分昂贵，故改用变频调速。
变频器的调速方法
动态响应快
变频器具有较快的动态响应速 度，可以快速地响应系统的变 化。
运行稳定可靠
变频器具有完善的保护功能， 可以保护电动机和系统免受过
载、短路等故障的影响。
02
变频器的调速方法
线性调速
线性调速是通过改变变频器输入电压或频率，从 而改变电动机的转速。
变频器的调速方 法
目录
• 变频器调速概述 • 变频器的调速方法 • 变频器调速的注意事项 • 变频器调速的应用案例
01
变频器调速概述
变频器调速的定义
变频器调速是指通过改变电动机输入电源的频率，从而改变电动机转速的过程。 变频器是一种将交流电转换为直流电，然后再逆变为交流电的电力电子装置。
变频器调速可以实现电动机的无级调速，使电动机的转速在一定范围内连续可调。
பைடு நூலகம்
变速不变频调速的缺点是改变电动机的极数或转差率需要停机
03
操作，且在低速时电动机的转矩较小。
变频器的PID控制调速
PID控制是一种常用的控制算法，通过 比较设定值与实际值之间的偏差，计算 出控制量来调节被控对象的输出。
PID控制调速具有较高的调速精度和 响应速度，适用于对调速精度和动态 响应要求较高的场合。
线性调速具有简单、直观的特点，适用于对调速 精度要求不高的场合。
线性调速的缺点是调速范围有限，且在低速时电 动机的转矩较小，容易产生振动和噪声。
变速不变频调速
01
变速不变频调速是通过改变电动机的极数或改变电动机的转差 率来实现调速。
02
变速不变频调速具有较高的调速精度和较宽的调速范围，适用
于对调速精度要求较高的场合。
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一、变频调速与节流调节的计算
流量q v 与转速成正比，即q v2/q v1=n 2/n 1；扬程H 与转速的平方成正比，即H 1/H 2=（n 2/n 1）2；功率与转速的立方成正比功率。
如（1）式所述。
31
23
1212)()(v v v q q n n p p q P ===存在的关系与流量泵与风机的功率 （1）
根据v q 、H 值可以计算泵与风机的功率，即：η
ρ102H q P V =
（2）
式中P ─功率，kW ；v q ─流量，m 3/s ；H ─扬程，m ；ρ─密度，kg/m 3；η─使用工况效率%； 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 L 与流量q v 的关系：
)(])(
55.045.0[2
kW p q q P e ve
V L += （3） 式中 P L ─额定流量时电机输入功率，kW ；q ve ─额定流量，m 3/s ；
若流量的调节范围（0.5～1）q ve ,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量所要节约的节电率（Ki ）为：
]
)(55.045.0[)(
1/)(
23
3
ve
v b ve
v L
b ve
v e L L
q q q q P q q P P p p Ki +-
=-=∆=
ηη （4）
式中Ki ─节电率；ηb ─调速机构效率。
从上式分析，节流调速时由于q v /q ve <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 v /q ve =0.7，由式（4）得节电率为
5.0)
7.055.045.0(96.07.012
3
=⨯+⨯-=Ki 由式（3）得：P L =（0.45+0.55×0.72
）×125=90(kW)
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生变化，但在忽略各种阻力矩后从动轮的力矩T 2应近似等于主动轮力矩T 1，即：T 2=T 1 (2.1)
而功率P 与转矩T 及转速n 的关系为：
9550
nT P =
(2.2)
在第一类变速调节系统中，原动机通过主动轮输入功率，从动轮获得输出功率。
故它的调速效率应等于的输出、输入功率之比，即可由下式计算：
1
2112221
n n T n T n P P b =
==η （2.3）
式中ηb ─调速效率；，P 1─主动轮输入功率；P2─从动轮输入功率。
设转速差s 为：1
2
1n n n s -=
（2.4）
由式（2.3）及式（2.4）可得：ηb =1－s （2.5）
从式（2.3）及式（2.5）可看出第一类变速调速的效率等于从动机转速与主动机的转速之比。
从动机转速越低，调速效率越低，转速差越大，浪费能源越大。
与之相比变速调速是一种改变旋转磁场同步速度的方法，是不耗能的高效调速方式。
第一类变速调速的节电率仍可用式（4）计算，但这时的调速效率不同。
第一类变速调速虽比不上变速调速，但比节流调速仍有优势。
例5.2 与例5.1条件相同，若准备投资15万元改造为液力耦合器调速，估算节电率和投资回收期。
并与变频调速相较。
解：因风机流量之比q v /q ve =0.7，可得
7.01
2
12==v v q q n n 由式（2.3）得液力耦合器调速系统调速效率为
7.01
2
==
n n b η 由式（4）得液力耦合器调速系统节电率为
32.0)
7.055.045.0(70.07.012
3
=⨯+⨯-=Ki 由式（3）得：P L =（0.45+0.55×0.72
）×125=90(kW)
采取风门调节风量时风机所需的轴功率为90kW 。
液力耦合器调速系统调风量时相对调节风门调风量的节电率为0.32。
由条件可知风机每年工作4800h ，年节电量为
4800×90×0.32=138240kW ·h
年节电费(电价0.80元/kW ·h):0.8×1328240=11.0592万元
投资回收期：投资回收期=设备投资总额（元）÷年节电费（元） =15÷11=0.87（年）=16（月）
由此可知该厂机离心风机采用液力耦合器调速系统驱动后，年节电量1328240kW ·h ，年节电费11万元，投资回收期1年另4个月。
因同样条件采用变频器驱动后，年节电量216000
锅炉正平衡热效率 η=(Q 1÷BQ r )×100
Q 1－锅炉有效输出热量，kJ/h; Q r －锅炉输入热量kJ/kg;B －锅炉入炉燃料量，kg/h 。
锅炉反平衡测试
η=q 1=100-q 2-q 3-q 4-q 5-q 6)×100
100
)
100100(142k
py py t t q n m q --+=α
式中：q 2－锅炉排烟损失百分率，%；t py －锅炉排烟温度，℃；αpy －排烟处过剩空气系数；
t 1k －锅炉冷空气温度，℃；m,n －经验常数，按照表1选取。
表1 计算排烟热损失的经验常数
工业锅炉的排烟热损失一般为8%～12%,视排烟温度和排烟过量空气系数不同而不同，对于燃煤锅炉，排烟温度每降低15℃左右，可减少排烟热损失1个百分点；对于燃油（气）锅炉，排烟温度每降低20℃～25℃左右，可减少排烟热损失1个百分点；
表2 锅炉散热损失表
机械不完全燃烧热损失就是灰渣（炉渣、漏煤和飞灰）未燃尽残炭造成的热量损失百分比，此
项损失也称固体不完全燃烧热损失。
q 4也称。
可燃气体不完全燃烧热损失q 3的计算：
)100(36.12643q CO Q V q r
gy -⨯=
式中;Vg y －排忧处干烟气体积，m 3
/kg 。
CO －烟气一氧化碳的体积分数，%。
Q r －锅炉输入热量kJ/kg;
供热运行管理与节能技术 主编孙长玉 袁军 机械工业出版社 2208.1书中56页到
74页。
是水力计算。
企业节能技术 主编贾振航 姚伟 高红 编著 化学工业出版社 206.4。