风机、泵类通用设备用电占电动机用电 50% 左右,即占全国用电量约 30%。采用电动机变频调速调节流量,比用挡板、阀门调节可节电 20%~50%,若平均按 30% 计算,节省电量为全国总用电量 9%,将产生巨大社会效益与经济效益。生产中风机、水泵常用阀门、挡板节流调节,增加了管路阻尼、电动机仍以额定速度运行、能量消耗较大;若用变频器对风机泵类设备调速控制,不再用阀门挡板节流、将阀门挡板开到最大、管路阻尼最小、能耗大为减少。
对风机泵类,采用挡板调节流量对应电动机输入功率 PL 与流量 Q 的关系如式(8-1):
(8-1)
式中 Pe 为额定流量时电动机输入功率(kW)、QN 为额定流量。若流量调节范围为 (0.5~1)QN,则节电率如式(8-2):
(8-2)
从式(8-1) 分析,节流调节时 Q<QN,Q/QN 比值是小于 1 的分数,其(Q/QN)² 值比 Q/QN 更小、与 0.55 相乘的积仍小于 0.55,即节流调节后电动机负载变小、消耗功率比额定功率小;挡板或阀门全关时风机泵类空载运行、消耗功率最小等于 0.45Pe。式(8-2) 说明变频调速后电动机消耗功率与实际流量和额定流量比值的三次方成正比,再与采用挡板调节流量对应电动机输入功率 PL 相减后除以 PL,得到电动机在节流调节消耗功率基础上计算的节能率。