泵和風機被廣泛使用在企業的生產過程中，但這類設備的電能消耗非常大，其能耗占企業總能耗的比例很大。當前，我國正在深化市場經濟體制改革，市場競爭已經可以用“激烈”二字來形容。因此，企業要提升自身競爭力，必須優化生產工藝和流程，降低生產過程中的能耗，降低生產成本，提高產品的價格競爭力。

1、變頻器（VFD）的功能

VFD常用于實現電機控制。實現電機控制的方法是改變功率輸出的頻率。在企業生產過程中，必須追求對電機更好的控制，而要實現對整個電機更好的控制，就必須使用VFD，VFD可以實現被控交流電機的過流電壓保護、過載保護和變頻調速，同時VFD負責調節整個系統的綜合利用率和工作效率。

2種不同的VFD

2.1不同開關模式下VFD的分類

不同的開關有不同類型的逆變器。按照開關分類，逆變器可分為四種類型:一是SPWM控制逆變器；第二，PAM控制VFD；第三，空間矢量脈寬調制控制VFD；第四，PWM逆變器。在四種不同類型的VFD中，PAM控制是脈沖幅度調制，通過改變脈沖串的幅度來調制波形和輸出值，從而實現VFD的變頻功能；與PAM控制不同，PWM控制是脈寬調制控制，即在調節波形和輸出時，可以改變脈寬來實現VFD的變頻功能。在PWM的基礎上，改變調制脈沖后，就是SPWM控制。為了實現正弦波輸出，需要遵循正弦規律，安排合適的脈沖寬度對波形進行濾波輸出，在生產中經常應用于支路交流逆變器。SVPWM控制是空間矢量脈寬調制。作為PWM技術調制的一種方法，在電機的三相定子繞組中插入PWM，促使定子中產生旋轉磁場，從而驅動電機旋轉。

2.2根據工作原理對VFD進行分類。

根據工作原理，VFD可以分為三種:第一種是矢量控制VFD，第二種是V/f控制VFD，第三種是轉差頻率控制VFD。V/f控制VFD可以保證頻率與輸出電壓正相關，從而可以實現電機磁通的一致性，有效避免磁通弱、飽和的問題。所謂轉差調速，就是在調速時改變異步電動機的轉差，速度決定轉差要求。轉差頻率控制技術可以在一定程度上改善系統的動靜態性能。矢量控制逆變器最重要的特點是DC電機的速度控制。根據矢量變化法對異步電動機定子繞組電流進行分解，可以實現DC電機的磁場電流分量。

3.風機泵變頻節能工作原理分析

風機和水泵變頻節能有兩種方式:一種是軟啟動，一種是變頻。作者具體介紹了這兩種節能方法的節能原理如下:

3.1關于軟啟動節能

由于電機是通過Y/D或直接啟動，4 ~ 7倍的額定電流為啟動電流，會對供電電網和機電設備產生巨大影響。如果供電能力很高，啟動時會造成很大的損壞，如閥門、擋板被電流和振動損壞，從而縮短設備的使用壽命。安裝變頻節能裝置后，VFD的軟啟動功能可以在一開始自動將啟動電流調整為0，這樣就不用擔心產生的電流會超過額定電流，在一定程度上減少了對電網的影響，起到了延長閥門和設備使用壽命的作用，從而節省了VFD維護的相關費用。

3.2關于變頻節能

流體力學中有一個公式，就是p = h× q，專業人士都知道p、h、q之間有一定的關系，而且都是成正比的，只是大小不同。如果水泵的效率是一個固定值，那么當調節流量降低時，轉速N也會降低，輸出功率P也會降低，這就是三次關系的下降。也就是說，水泵的轉速和水泵電機的功耗率是立方。

4風機和泵的變頻調速和節能

4.1調節風扇和水泵流量的方法

調節風機和泵流量的方法有很多，各有各的優點，常用的有三種:(1)交流電機變頻調速；(2)調節水泵、風機轉速時，采用電磁滑差離合器，但這種情況下電機勻速運行；(3)調節風機擋板時，如果采用傳統的機械方法，可以調節水泵和導流板的閥門開度。在節電率相同的情況下，裝機容量和電能節約將成為最大值。因此，在生產過程中，應廣泛應用高壓變頻調速節能技術，將變頻調速應用于大容量壓縮機、水泵和風機，以達到節能的目的。

4.2變頻調速在風機和泵節能中的應用

以流體理論為基本出發點，可以用三次函數來表示離心風機和泵的軸功率與轉速的關系。研究表明，轉差后液壓調速的效率會隨著調速方案效率的變化而降低。當轉速降至50%時，變頻調速器將顯示出更高的效率。這樣，就會發現什么都沒變。因此，變頻調速是所有調速方案中節能效果最好的。結合實例，當同一個水泵和風機的轉速流量和軸功率均為100%時，如果將轉速流量調整為50%，軸功率將降低到50%。但是，如果將轉差率調整到50%，則只需要從電網中吸取大約25%的電力。如果通過變頻將流量降低到50%，則只需要從電網中吸取大約10%的電力。因此不難發現，變頻調速有著無可比擬的優勢。

5變頻調速與環保

在企業總用電量中，電機驅動的能耗占很大比例。我們有理由相信，天然氣、煤炭、石油和其他燃料的枯竭很大程度上是由于過度的電力消耗。二氧化氮和二氧化碳的過量排放會造成嚴重的空氣污染，對大氣臭氧層造成不可挽回的嚴重破壞，對人類生活造成極其不利的影響。目前，日益嚴重的環境問題已經影響到人們的日常生活，但隨著人們環保意識的不斷提高，越來越多的人開始關注環境問題，積極參與環境保護。因此，在企業的生產過程中，企業應廣泛采用變頻調速節能技術，既有效節約能源，又減少污染排放，起到保護環境的作用。

6結論

綜上所述，泵、風機等設備的節能運行是通過變頻調速技術實現的，受到國家和政府的廣泛重視。實踐表明，將變頻器應用于泵和風機的驅動控制，可以取得明顯的節能效果，是一種應用廣泛的調速方法。變頻調速技術有很多優點，不僅可以提高設備的運行效率，還可以最大限度地滿足企業對高效生產的需求。同時可以有效降低設備的維護和維修成本，有效延長其使用壽命，可謂一舉兩得。在國內外，變頻調速技術已經并將繼續受到人們的關注，它也將在我國經濟建設中發揮重要作用。