随着经济的发展，人们对能源的需求量不断增加，从而导致当今世界面临着日益严重的能源危机和环境恶化的影响，节能降耗、增效减排已经成为各个国家的共识。
如何更好的在咱们日常生活和工作中贯彻执行这一思想，不断增强节能意识，各位工程师可以就此目的，在产品选型、方案配置、产品调试、日常维护等方面，结合平时工作时经验，各抒己见。让咱们彼此优化共享！
此次集中探讨将持续至5月28日，其中有突出表现的网友将获得加倍精华奖励积分；最终所有有效留帖的网友将获得加倍发帖积分；根据交流情况，会酌情赠送小礼品。
交流结束后也将专门整理重要内容，供广大网友分享参考。
预祝大家交流愉快，收获丰富！

变频器实现节能的主要原理是：将原需要通过其它消耗能源的方式达到的工艺要求通过变频调速的方式实现同样的工艺要求。
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节能分析

通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵入口和管路出口的静压力差），额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。流量-转速-压力关系曲线如下图所示。在现场控制中，通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点；受其节流作用压力H1变为H2。水泵轴功率实际值（kW）可由公式：P =Q·H／（η c·η b）×10-3得出。其中，P、Q 、H 、η c 、η b 分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率，直接传动为1。假设总效率（η c·η b）为1，则水泵由A点移至B点工作时，电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特性为同一曲线r0，系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点，水泵的运行也更趋合理。在阀门全开，只有管网阻力的情况下，系统满足现场的流量要求，能耗势必降低。此时，电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比较采用阀门开度调节和水泵转速控制，显然使用水泵转速控制更为有效合理，具有显著的节能效果。另外，从图中还可以看出：阀门调节时将使系统压力H升高，这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏；而转速调节时，系统压力H将随泵转速n的降低而降低，因此不会对系统产生不良影响。从上面的比较不难得出：当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时，采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小，节能率在75%以上。


与此相类似的，如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即，采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。
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国家对三相异步电动机运行区域作如下规定：负载率70-100%之间为经济运行区；负载率在40-70%之间为一般运行区；负载率在40%以下为非经济运行区；一般负载率保持在60-100%较为理想。在电机选型设计工作中，大部分电机功率选型均有适当的裕量，另外在生产过程中的设备许多时间都是负荷不满或运行有峰谷时间，如果采用交流电动机恒速传动的方案运行，靠风门调节风机或靠阀门调节的泵类设备，使用效率较低，造成大量的能源浪费。

　　变频调速是通过改变输入到交流电机的电源频率，从而达到调节交流电动机转速的目的。根据流体力学的基本定律可知：风机（或水泵）类设备均属平方转矩负载，其转速N与流量Q、压力（扬程）H以及轴功率P具有如下关系：

　　Q1/Q2=N1/N2（1）；H1/H2=（N1/N2）2（2）；P1/P2=（ N1/N2）3（3）。
Q1、 H1、 P1----风机（或水泵）在N1转速时的流量、压力（或扬程）、轴功率；Q2、 H2 、 P2------风机（或水泵）在N2转速时的相似工矿条件下的流量、压力（或扬程）、轴功率。

　　由（1）、（2）、（3）可知，风机（或水泵）的流量与其转速成正比，压力（或扬程）与其转速的平方成正比，轴功率与其转速的立方成正比。当风机（或水泵）转速降低后，其轴功率所需的电功率亦可相应降低。就是说，通过调速方式改变风机风量（或泵流量），风量（或泵流量）下降一半时，即：假如N2/N1降低1/2，则P2/P1=1/8，由于轴功率（耗电）与转速的三次方成正比，因此可节电87%（在不考虑其它因素的情况下），降低转速可大大降低轴功率，这就是为什么变频调速在应用上节能十分显著的原因之一。
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结合我在单位（钢厂）的专案改善活动（动力厂），谈一下，我们公司专案活动的一些成果：
变频调速节能:
对风机、泵类负载而言，电动机的输出功率与转速的三次方成正比
即 P∝n3 P－电动机输出功率 n－电动机转速
当电动机转速降低时，电动机输出功率将大幅度下降，
转速 输出功率 近似节能百分比
100% 100% 0
90% 72.9% 27.1%
85% 61.4% 38.6%
80% 51.2% 48.8%
可以看出，转速仅下降10%时，功率消耗下降了27.1%，也就是说，节省了27.1%的电费支出。
变频调速设备对风机、泵类负载电动机节电效果非常理想，一般节电率可达20~60%。
变频调速设备的优点:
⑴、节能降耗，降低生产成本，增加经济效益。
⑵、提高功率因数，减少无功功率，减少无功电流在线路中的损耗，同时提高
变压器有效载荷率，变压器容量不变的情况下，可以带更多负荷。
⑶、较低的运转速度减少了设备的机械磨耗，降低了设备维护及维修费用。
⑷、电动机软启动，启动电流对供电设备无冲击，对电动机无机械冲击。
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另外在带张力的连续生产线上（如纸机、连轧机），使用共用直流母线的方式来为逆变器提供直流电源也可以达到很明显的节能效果，设计生产线的时候，将发电状态的传动装置和电动状态的传动装置合理搭配放置在同一组直流母线下，这样能量在直流母线上流动，省掉制动电阻，系统运行所需的外部能量极少，很经济。
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最近仔细拜读了张燕宾教授的一些文章，总结起来变频器（变频调速器）主要通过一下五个方面节能。
1、变频节能：
为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,在压力偏高时,可降低电机的运行速度,使其在恒压的同时节约电能。
当电机转速从 N1 变到 N2时,其电机轴功率 （P）的变化关系如下：
　 P2／ P1 = （N2/N1）^3 ,由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。
2、动态调整节能：
迅速适应负载变动,供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能,始终保持电机的输出高效率运行。
3、通过变频自身的V/F功能节电：
在保证电机输出力矩的情况下,可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩,降低输入电流,达到节能状态。
4、 变频自带软启动节能：
　　在电机全压启动时,由于电机的启动力矩需要,要从电网吸收 7 倍的电机额定电流,而大的启动电流即浪费电力,对电网的电压波动损害也很大,增加了线损和变损。采用软启动后,启动电流可从0 -- 电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击,节约了电费,也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命。
5、提高功率因数节能：
　 电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言,阻抗特性呈感性,电机在运行时吸收大量的无功功率,造成功率因数很低。
采用变频节能调速器后,由于其性能已变为：
AC-DC-AC,在整流滤波后,负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性,功率因数很高,减少了无功损耗。
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目前很多人对于变频器的控制没有做到精细化，存在电能的浪费，
1不安装变频器电源接触器或是安装了，没有做优化控制，导致电柜主电源开关一通电，变频器就通电待机，存在本身冷却风扇及内部控制电路的耗电。
2变频器不运行时，长时间没有切断变频器电源，同样也存在电能的浪费。
此二种情况在现实中存在，我目前对于变频器的控制原理：
当需要变频器拖动的负载工作时，按启动按钮后，变频器电源控制接触器才工作，变频器通电10秒，预充电完后，才启动变频器运行信号，停止变频器运行后延时5分钟，让变频器充分冷却后，断开变频器电源接触器，做到对变频器按需要供电断电，对变频器使用寿命及节能都用好处。我目前使用的变频器都是按照此种控制方式做的，特别对于使用PLC用户来说很方便实现此功能。
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变频器节能的主要体现：
1.变频调速节能 P=60*f*(1-s)*2/p f降低了，输出功率减小了，达到了节能效果，我想这也是变频器节能的最主要体现了，同时这一功能也和变频器的主要应用目的-调速紧密的结合在了一起；
2.在矢量控制（例如恒转矩）模式下 功率=转矩*转速 在保证输出转矩满足控制要求的情况下可以降低转速，从而降低输出功率达到节能效果；
3.变频器本身也是一个软启动器，若直接使用 星-三角 启动，启动瞬间电流可能达到额定电流的7~8倍，使用变频器启动电流最多只有4倍，减小了启动电流和大功率电机启动时对电网的冲击，起到了节能的效果；
4.使用变频器提高了功率因素 大家都知道普通电动机都是感性负载，电压比电流超前90度，变频器内置了大量的电容，有助于提高功率因素，同样起到了节能的目的。

对于“功率因数的高低对有功功率的节能影响很小” 这种观点我是不赞成的。
本身这句话，怎么是对有功功率的节能呢，应该是对整个系统的节能吧。
无功形成的电流在线路上本身产生热损耗，一方面要增加电缆的截面积，一方面要增加变压器的容量。
我们这里，高压系统要求投电容柜的。
功率因数的提高对国民经济有着重要意义。

变频器首先是满足工艺要求，即满足调速要求，其次才考虑节能。
所谓节能，主要是在工频状态时电机的全速运行会给工艺带来不便，需要靠机械或其他方式调节，若使用变频器，可以用灵活的调速手段满足，这样就可以提高效率，节省电能。
所以说不是用了变频就一定节能。

根据能量守恒定律，要做多少功，必须提供多大的能量，需要相同能量的情况下变频器并不能节能。只有在不需要电机出额定功率时，变频器才节能。变频器主要做到的是在额定功率下，设备需要多少，就提供多少，而不是不管需要多少，我一直就是额定功率。