韓洪兵

摘 要：當前，在節(jié)能環(huán)保觀念不斷受到人們重視的背景下，如何降低各種機械的高能耗現象，使得能源的使用率有所提高，成為多個行業(yè)普遍關注的重點。風機電氣系統(tǒng)作為人們日常生產和生活中的常用設備之一，其使用頻率相對較高，且能耗相對來說也較高，這兩點使其成為能源消耗的重要設備。本文就如何實現風機電氣的節(jié)能問題展開論述，希望能為我國能源節(jié)約建設提供一定的幫助。

關鍵詞：風機電氣系統(tǒng)；變頻節(jié)能；變頻控制；運用

科學發(fā)展觀的提出，讓全社會開始重視能源的使用，為了實現經濟的可持續(xù)發(fā)展，能源節(jié)約成為熱點。相關研究結果顯示，在風機電氣系統(tǒng)中使用變頻節(jié)能技術，可以有效降低其能源的消耗。但是，我國當前的變頻節(jié)能技術還相對滯后，因此，在使用過程中還存在一定的不足。本文針對變頻節(jié)能技術的多個方面加以分析，并就其實際應用進行分析，希望能為我國節(jié)能事業(yè)做出一定的貢獻。

一、變頻節(jié)能技術的介紹

通常來說，生產過程中為了保證生產的可靠性，各種生產機械在設計時，對其配用驅動力的設置都會留下一定的富余量，使得設備在一般運行過程中，不僅需要達到生產所用的驅動要求，還需要承擔一個不必要的負荷，這就產生了不必要消耗，使得能源被浪費。變頻節(jié)能技術的提出，就是希望通過其運作頻率的調節(jié)，來減少不必要能源的損耗，可以說變速調節(jié)是變頻節(jié)能的核心。

所謂變頻調速就是通過對電機頻率的改變，從而調整電機速度。該項原理實際上是以電機的轉動速度與對應的電源輸入頻率為基礎，即

n=60f（1-s）/p （1）

在該表達式之中，n為轉速，f為輸入頻率，s為電機轉差率，p為電機磁極對數。

根據上文可以知道，風機在多數使用中是以滿負荷工作的需要量來進行選擇，但很大一部分時間里，其滿負荷的工作狀態(tài)沒有達到對應的效益。如果利用變頻調節(jié)技術將其轉速進行調節(jié)，控制在電機額定轉速的80%左右，其運行所消耗的功率理論上來可以節(jié)約51.2%。除此之外，滿負荷操作對于風機的壽命也具有很大的影響，即縮短軸承、電機繞組的使用壽命，在全壽命運行過程中，也可能會使其故障的可能性較大，無功損耗造成能源的浪費。

二、變頻節(jié)能的作用

在風機的一般使用中，其額定的風量或多或少會超過實際需求，并隨著工藝的需求做出變更。從本質上來說，使用一定的技術對其頻率進行調整，可有效降低風機能量的損耗，從而實現節(jié)能的目的。另外，變頻節(jié)能裝置的使用，還具有效率高的特點，不會因為調速而影響其整體的運作功能。

三、風機的能源損耗現狀

就我國目前的機械使用來說，風機作為動力的配套電機約占全國電機裝機總量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。由此可見，風機使用對于電能的消耗較大。但是，在這個使用過程中，有多少風機能耗與效益成正比？根據調查，我國大多數風機的消耗與效益難以成正比。因此，在實踐中，許多單位會通過增加阻力的方式，以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝或者工況對于氣體的需求，但這種方式對于能源的浪費極大，調節(jié)精度很差，負面效應較高。

四、風機變頻節(jié)能的運作

利用變頻節(jié)能的方式，使變頻器對風機進行有效控制，減少空氣動力的節(jié)電方法，與常用的節(jié)電方式效果差異較大。

在圖1中，曲線（1）是風機在恒定轉速下的風壓與風量特性表示；曲線（2）是管網風阻特性表示；曲線（3）是變頻運行特性表示。

如果將A點作為風機運行中最高的效率點，那么當風壓為H2、風量為Q1時，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，也就是圖中AH2OQ1的面積；但是，如果出于生產工藝的要求，需要風量從Q1降低到Q2，此時通過增加管網阻力的方式，使得管網阻力特性表示圖成為曲線（3），系統(tǒng)也就從原來的A工況點轉變?yōu)锽工況點，并繼續(xù)運行。由圖可知，其風壓會得到一定的增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比，可以看不出其降低的效率不大。

但如果采用變頻調速的方式進行節(jié)能處理，風機轉速由n1降到n2，根據風機對應的計算方式和已知參數可以得出轉速n2的情況下，風量的特性表示圖如曲線（4）。同理，在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。通過幾個圖的對比，可以很明顯的看出，使用變頻的方式來實現節(jié)能，其效果較好。

五、變頻控制的實現

變頻器與計算機相連并進行自動控制，計算機控制系統(tǒng)包括數據采集模塊、自動模塊、保護模塊、信號調理模塊等，可通過在線檢測管路動壓、靜壓、壓差和設備溫升等參數來控制風機頻率。動壓、靜壓、壓差等采用壓力變送器將信號傳輸到計算機，溫升采用溫度傳感器Pt100將信號傳輸到計算機，根據標準、實際情況等在軟件中設置不同的控制參數來實現變頻節(jié)能的目的。同時可將多臺風機集成在一個控制系統(tǒng)里進行集中式的自動監(jiān)測和控制頻率，并自動進行數據記錄和存儲，節(jié)約能源的效果更加明顯。

六、結束語

綜上所述，變頻調速節(jié)能技術在風機上的應用可有效提高其運行性能，達到明顯的節(jié)能效果，同時也降低了噪音，適用于目前大量存在的鼠籠電機、泵類等。但是，由于某些技術問題的存在，使得其實現的程度缺乏。隨著科學技術的不斷發(fā)展，這些技術問題也將逐漸被解決，使其被廣泛應用于各行各業(yè)之中，從而有效地推動各個行業(yè)的發(fā)展，為我國社會經濟與企業(yè)發(fā)展墊定更良好的基礎。同時，其節(jié)能性質，也將更好地服務于我國節(jié)能環(huán)保的理念，將傳統(tǒng)高能耗設備轉變?yōu)榭沙掷m(xù)高效率設備。