风机类负载特性与节能分析

节能原理及计算方法一、节能原理风机和水泵，前者工作介质为液体，均属于流体机械设备。

下面以风机为例说明它们的工作特性。

特别是离心式风机及水泵，工作特性基本相同。

以下就以风机为例说明他们的调速工作原理。

风机的工作特性图如下：风机的工作特性图由上图可以看出，风机工作的位置，即风机的风量是由风机特性曲线（风压特性）和管网特性曲线（风阻特性）决定的，无论是改变风机的特性曲线，或者是改变管网特性曲线，都可以达到改变风量的目的。

图中：风机特性曲线 HA =kQ12K——风机特性系数；管网特性曲线 HA =Hc-λQ12λ——管网特性系数。

（一）工频工作方式工频工作方式是指泵的特性曲线保持不变，而改变管网特性曲线。

通常采取的方式是保持风机的特性曲线不变，即不改变风机的转速，而用调节挡板改变出风口的大小，达到改变风量的目的。

如下图所示：工频工作方式时风机的工作特性图从图中可以看出，风机工作在A点时，风量为Q1，风压为H1。

保持风机的转速不变，用挡板将风量调节为Q2时，风压将上升到H2，风机工作点变为B点。

由于挡板的节流作用，风道的阻力曲线变为OB。

风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。

虽然Q2<Q1，但H3>H1，所以PA与为PB的值变化不大，说明采用工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小有限。

（二）变频工作方式变频工作方式是指管网特性曲线保持不变，而改变风机的特性曲线。

通常采取的方式是保持管网特性曲线不变，即不改变风机出口的大小，而改变风机的特性曲线，即改变风机的转速，达到改变风量的目的。

如下图所示：风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。

Q 2<Q1，而且 H2>H1，所以PA与为PB的值变化较大，说明采用变工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小很大，节能效果显著。

1负载特性1恒转矩负载特性2离心式通风机型负载特性3直线型负载特性4恒功率负载特性2稳定运行条件：1机械特性曲线与负载特性曲线有交点2干扰使转速上升，干扰消除后Tm-Tl《0，与之相反3限制直流电动机启动电流的方法：1降压启动2在电枢回路内串接外加电阻启动。

4调速特性：1改变电枢电路外串联电阻Rad 2改变电动机电枢供电电压U 3改变电动机主磁通fai5制动特性:1反馈制动2反击制动3能耗制动6电动机启动要求:1足够大的启动转矩,保证生产机械能正常启动2启动电流越小越好3要求启动平滑4启动设备安全可靠,力求结构简单,操作方便.5启动过程中功率损耗越小越好7降压启动方法1电阻或电抗器降压启动2星角降压启动3自耦变压器降压启动8接触器1交流接触器2直流接触器接触器由触头,灭弧装置,铁芯,线圈组成.9继电器分为1电流继电器2电压继电器3中间继电器4热继电器10保护装置有1短路电流的保护装置2长期过载保护装置3零压保护4零励磁保护.11选择电动机三项基本原则:1发热2过载能力3启动能力12三种工作制1连续工作制2短时工作制3重复短时工作制13三相鼠笼点击调速：1变频调速2变极调速14三相鼠笼电机在同电压下空载启动比满载启动转矩：相投15静态技术指标：1静差变2调速范围3调速平滑性16动态技术指标1最大超掉量2过渡过程时间3震动次数3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其运行其运行状态下电枢电流的大小？为什么？这个拖动系统中哪些要发生变化？T=K tφI a u=E+I a R a当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变.转速n与电动机的电动势都发生改变.3.4一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E=E1，如负载转矩T L=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后，电枢反电势将如何变化? 是大于，小于还是等于E1？T=I a K tφ, φ减弱,T是常数,I a增大.根据E N=U N-I a R a ,所以E N减小.,小于E1.3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.I st=U N/R a3.12他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求？如何实现？他励直流电动机直接启动过程中的要求是1 启动电流不要过大,2不要有过大的转矩.可以通过两种方法来实现电动机的启动一是降压启动.二是在电枢回路内串接外加电阻启动.3.13 直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从T L=0 和T L=T N两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况？直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，T L=0时理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车, T L=T N时将使电动机电流大大增加而严重过载.3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下：P N=2.2KW,U N=U f=110V,n N=1500r/min, ηN=0.8,R a=0.4Ω, R f=82.7Ω。

当地居民生存的一大挑战。

开发SQ Flex可再生能源供水系统。

格兰富绿色能源供水系统（SQFlex以利于安装和使用。

源达到的几乎零运行费用，以及南非的Mafeteng和Durban地区，格兰富的SQ改善。

在定名为SQ 获得A级能效标识的Alpha2热水循环泵格兰富公司的热水循环泵的产量一直为世界第其平均能源【摘 要】为风机和泵类设备的节能减排提供了依据。

【关键词】风机 泵 节能 方法 应用潜力风机与泵是应用广泛的流体机械，全国约有3 2002年国家经贸委节能信息传播中心对鞍钢第三图5 SQFlex可再生能源供水系统使管网阻力曲线由R 1变为R 2，交（H —Q ）n 1曲线于B 点，流量和扬程分别为Q 2和H 2，泵的效率变为ηB 。

如采用调速调节转速由n 1降为 n 2，此时泵的性能曲线变为（H —Q ）n 2，C 点为新的运行工况点，流量和扬程分别为Q 2、H 3，此时泵的效率曲线为ηn2，而泵的额定效率不变，即ηC =ηA ，不是ηB 。

锅炉给水泵调速节能原理如图3。

图3 锅炉给水泵调速节能原理图从图3可得出相对节能量，由于水泵功率P =C ·H ·Q 则为获得流量Q 2，节流调节耗功P 2=C ·H 2·Q 2≈□B H 2O Q 2。

调速调节耗功P 3=C ·H 3·Q 2≈□B H 3O Q 2。

A 则调速对节流调节节能P J = P 2－P 3≈□B H 2O Q 2－□B H 3O Q 2=（H 2－H 3）Q 2=ΔH ·Q 2即节省功率与扬程之差成正比。

按图3定出各点参数关系，即可计算出调速调节对节流调节的节能量。

假定额定工况点A 的流量Q 1与扬程H 1均为100%，Q 2=0.5 Q 1，H 2= 1.2H 1，ηC =ηA ，ηB =0.8ηA ，由于Q ∝n ，H ∝n 2，故n 2=0.5 n 1，H 3= 0.25H 1。

风机、水泵变频器选型方法一、首先需要注意，1.罗茨风机及潜水泵及齿轮泵等不是平方转矩的风机水泵类负载，是恒转矩负载，平方转矩类风机水泵负载一般都是针对于离心风机及水泵来的，这种负载在出口关闭情况下出口压力升到额定压力后就不升高了，因为没有流量所以负荷降低。

2.风机水泵类负载一般在设计时是按照最大需量设计的，存在富余功率。

对于这类负载使用变频器按需使用就有节能的空间。

二、正确的把握变频器驱动的机械负载对象的转速——转矩特性，是选择电动机及变频器容量、决定其控制方式的基础。

风机、泵类的负载为平方转矩负载。

随着转速的降低，所需转矩以平方的比例下降，低频时负载电流小，电机过热现象不会发生；但有些负载的惯量大，必须设定长的加速时间，或再启动时的大转矩引起的冲击，因此选型时需考虑裕量；另：当电机以超出基频转速以上的转速运行时，负载所需的动力随转速的提高而急剧增加，易超出电机与变频器的容量，将导致运行中断或电机发热严重。

对于恒转矩负载，要选用G型的变频器；P型变频器适用于普通的风机和离心式水泵等负载。

（罗茨风机、螺杆泵、泥浆泵、往复式柱塞泵等则要用G型）--------------百度文库及工控网、自动化网，总结的选型方法摘抄如下：1) 根据负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选变频器，如负载为风机、泵类负载应选择风机、泵类变频器。

因为风机、水泵会随着转速增大力矩。

而刚启动时力矩较小。

2) 选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。

另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。

因此用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10％而温升会增加20％左右。

所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。

3) 变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。

电厂风机永磁调速节能分析摘要：从当前的情况分析，环境污染和能源短缺是人类在发展过程中出现的两个严峻的问题，一些节能环保的设备和技术在应用的过程中也受到非常多的重视和关注。

尤其是在一些电厂、化工等耗能比较严重的行业，永磁调速器是这些年以来节能技术当中的一项创新技术，主要是使用在泵类、风机的离心负载调速节能方面。

本文主要探讨分析电厂风机永磁调速节能技术，以供参考。

关键词：电厂风机；永磁调速；节能1 永磁调速器的结构及原理永磁调速设备主要是由四个部分组成的，分别是：气隙执行结构、永磁转子、导体转子，以及转轴连接壳和紧缩盘。

首先，气隙执行结构的作用主要是对磁盘与导磁板之间的气隙距离进行一定的调节；其次，永磁转子主要是一种铝盘，这个铝盘上镶有永磁体，其作用主要是连接相关的负载；其三，导体转子本质是导体磁盘，其主要作用是连接电机轴；其四，转轴连接壳与紧缩盘的主要是指紧缩盘装置和电机，其存在的作用也主要是负责连接相关的负载。

导体，转子和电动机之间的转速是相同的，在运行的时候保持不变，利用调节气隙的变化来改变相关的负载着上面的转矩的变化，因为输出矩形的变化从而带动负载转速的变化。

在导体转子在旋转运行的时候，会造成相应的永磁转子相对与导体转子产生相对运动现象，从而在气隙之间相应的磁场也会产生一定的感应电流，所产生的感应电流就会促使磁场中的导体转子呈现出受力现象。

此外，如果在一定的反作用力的影响下，永磁转子就会顺着与转子一致的方向做出旋转运动，产生的结果是附出现一定的扭距，从而可以带动负载进行旋转。

综上所述，运用以上原理对所气隙进行有效的调节便可以有效控制、调节和重复负载发转速。

2 永磁调速器在电场中的应用2.1 在引风机上的应用在永磁调速器的设备中负载周和电动机轴之间长度往往会产生有一定的距离，通常来说这个距离和长度，是完全能够不必在以前的设备上作出改动的，只要在当中设置一段专用的轴连接就可以了。

从工程角度上面比较简单。

供水系统中风机、水泵节能分析《科技与生活》作者：林峰在供水系统中,风机、泵类设备应用范围十分广泛,其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护费用占到生产成本的20%～30%,是一笔不小的生产费用开支。

随着经济改革的不断深入,特别是我国电能的紧张局势日益加剧,节能降耗业已成为企业降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。

1风机、水泵的能量损耗1.1机械损耗机械损耗即指泵或风机在运转时,轴与轴封、轴与轴承以及叶轮盘面与流体摩擦所消耗的功率损失。

轴承及轴封装置机械摩擦引起的损失,约占输入轴功率的1%～3%,叶轮盘面与流体的摩擦损失在压力高、流量小的低比转数离心泵中比较突出,有时甚至高达有效功率的30%。

1.2容积损耗泵和风机运行时,其内部和各级之间压力是不相等的,而由于结构上的需要,转动部件与静止部件之间又必须留有间隙,为平衡轴向推力,以及动静部件之间存在间隙,就有部分流体要从高压区回流到低压区,而在机内循环流动及向外泄漏消耗了能量。

这种因回流及泄漏所造成的损失,就称为容积损失。

尽量减小密封间隙,改进密封结构形式,严格坚持检修质量标准,均有助于减少此项损失。

1.3流动损耗流动损耗即流体流经泵或风机产生的沿程阻力、局部阻力及撞击损失之和。

这项损失与通流部件的几何形状、表面粗糙度、流体的粘滞性及泵或风机的运行工况有关。

1.4水泵的汽蚀现象及其对性能影响汽蚀对离心泵的运行将造成扬程、流量、效率显著下降,严重时甚至使泵吸不上水而无法工作。

同时,由于气泡溃灭形成的高频水锤,还将使泵产生振动和噪音,甚至造成过流部件损坏,使泵的寿命缩短。

为了防止汽蚀现象的产生,在离心泵安装使用时,必须严格按照铭牌规定的“允许吸上真空高度”值进行安装;对于输送饱和流体的离心泵,其吸入安装高度必须为负值,即泵应安装在吸入液面以下,以使其有足够的“倒灌高度”。

其次,尽量减小吸入管的阻力,吸入管少用弯头和阀门。

在运行上,多台泵并列运行时,要合理分配负荷,以减少偏离设计流量时所产生的撞击,提高泵的抗汽蚀性能。

变频器在风机、水泵中的节能应用摘要：由风机、水泵类负载节能，来阐述变频器是控制风机、水泵实现节能最佳方式，对提高自动化程度，减少人为因素的影响进行较详细分析，通过实例计算来证明在理论上是正确的，虽然初期一次性投资比较大，但从长远上来看在经济上是值的。

关键词：风机；水泵；节能；功率因数；变频器前言风机、水泵作为工业和生活中的通用机械有应用量大、应用面广的特点，其配套电机量也是巨大的，有资料统计，风机、水泵的耗电量占全国总发电量的20%以上，由于容量和工艺原因，大多数的风机、水泵类负载存在着不同程度上的电能浪费，在提倡节约能源的今天，减少浪费，节能问题的研究也迫在眉睫，变频控制是目前最好方法。

1.风机、水泵负载节能原理传统风机、水泵流量的设计均以最大需求来设计，其调整方式采用挡板、风门、回流、起停电机等方式控制，无法形成闭环回路控制，也较不考虑省电的观念，但实际使用中流量随着各种因素而变化，往往比最大流量小的多，要减少流量时，通常情况下只能调节档板和阀门的开度，阀门控制法的实质是通过改变管网阻力大小来改变流量，而这种控制方式当所需流量减小时，压力反而会增加，故轴功率的降低有限，此时，过剩的风机、水泵功率将导致压力增加造成很大的能量损耗。

由流体力学原理可知：流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，功率与转速的三次方成正比，如果水泵效率一定，当流量下降时转速成比例下降，而此时对轴输出功率p成立方关系下降；风机、水泵变频节能控制可在保持阀门、挡板开度不变的前提下，通过改变风机的转速来调节流量，其实质是通过减少流体动力来节电。

这种控制方式可从根本上消除风机、水泵设备，由于选型或负荷变化普遍存在的“大马拉小车”的动力浪费现象，消除了挡板截流阻力，使风机、水泵始终运行在最佳工作状态。

2.风机、水泵变频控制特点2.1异步电动机原理n=60f/p（1-s），可知变频调速是风机、水泵调速最佳方法，风机、水泵电机直接启动或Y/D启动，启动电流为其额定电流的4～7倍；这样会对电机设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的电流和震动时对挡板和阀门损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。

风机负载的特点1. 引言风机是一种常见的动力设备，广泛应用于工业生产、建筑物通风、环境净化等领域。

风机的负载特点是指在工作过程中所承受的力和功率变化的规律。

了解风机负载的特点对于设计、选择和运行风机具有重要的意义。

2. 风机负载类型风机的负载可以分为静态负载和动态负载两种类型。

2.1 静态负载静态负载是指在风机工作过程中，所承受的恒定力和功率。

静态负载主要包括以下几个方面：•风阻力：风机在工作过程中需要克服空气的阻力，这是其最基本的静态负载。

风阻力与风机的设计和工作条件有关，可以通过风机的性能曲线来确定。

•风道阻力：风机所连接的风道也会对其产生阻力，这是风机负载的另一个重要组成部分。

风道阻力与风道的尺寸、形状、长度等因素有关。

•风机叶轮叶片的阻力：风机叶轮叶片的形状和材料会对其产生阻力，这也是风机负载的一部分。

叶轮叶片的阻力与风机的设计和制造工艺有关。

2.2 动态负载动态负载是指在风机工作过程中，所承受的变化的力和功率。

动态负载主要包括以下几个方面：•风速变化：风机的负载会随着风速的变化而变化。

当风速增加时，风机需要产生更大的风阻力，从而增加负载；当风速减小时，负载也会相应减小。

•温度变化：温度的变化也会对风机的负载产生影响。

当温度升高时，空气的密度减小，从而减小了风阻力，降低了负载；当温度降低时，负载也会相应增加。

•负载的突变：在风机的工作过程中，可能会出现负载突变的情况。

例如，当风机所连接的风道突然关闭或打开时，会导致风机的负载突变。

3. 风机负载特点风机负载具有以下几个特点：3.1 高度不稳定性由于风速和温度的变化，风机负载具有高度的不稳定性。

在实际工作中，风机的负载会不断变化，需要根据实时的工况进行调整。

3.2 周期性变化风机负载具有一定的周期性变化。

例如，在工业生产过程中，通常会出现周期性的负载变化，与生产设备的周期性工作有关。

3.3 静态负载与动态负载的耦合静态负载和动态负载是相互耦合的。

风机负载的特点
风机负载的特点主要包括以下几个方面。

首先，风机负载与风力之间存在着密切的联系。

风机的负载是由风力提供的动力驱动的，风力的大小决定了风机所受的负载大小。

当风力增大时，风机所受的负载也随之增加；反之，当风力减小时，风机的负载也会相应减小。

风机负载的特点还包括了变化性和不确定性。

由于风力本身的不确定性，风机的负载会随时发生变化。

在一个风力变化较为平稳的情况下，风机负载可能会比较稳定；但在风力变化较大的情况下，风机负载会相应地出现较大的波动。

风机负载还具有周期性的特点。

由于风力的周期性变化，风机的负载也会呈现出周期性的变化。

这种周期性的变化是风机运行过程中不可避免的，需要科学合理地控制和管理。

风机负载的特点还包括了惯性和滞后性。

由于风机的机械结构特点，风机的负载在风力变化时会出现一定的惯性效应和滞后效应。

这意味着风机在负载上的变化不会像风力变化那样迅速，而是会有一定的延迟和缓慢响应。

总的来说，风机负载的特点包括了与风力的密切联系、变化性和不确定性、周期性、惯性和滞后性等方面。

了解和掌握这些特点对于科学合理地设计和运行风机系统，提高风机的运行效率和稳定性具有重要意义。

在实际应用中，人们需要通过合理的监测和控制手段，
对风机负载进行准确预测和有效调节，以达到经济高效的风能利用和可靠稳定的风机运行。

风力发电机组发电性能分析与优化周杨发布时间：2023-06-15T00:12:45.157Z 来源：《中国电业与能源》2023年7期作者：周杨[导读] 近年来，随着社会和经济的快速发展，人类在日常生活和生产工作中对资源的需求也在不断增加。

然而，因为资源的总量是十分有限的，因此，对新能源的研发和应用就变得非常关键。

风能是一种广泛应用的可再生能源，在开发的时候，它的难度相对较低，而且它的利用对环境的影响也相对较低，在实际发展中的投资相对较低，并且具有很好的发展前景。

在经历了十多年的高速发展之后，中国的风电产业已经获得了空前的成就，同时，人们对风电发电机组的发电性能也提出了更高的需求，因此，迫切需要寻找一种能够让风电发电机组的发电能力得到最大程度的提高的方式，因此，在对风电机组发电能力进行深入的分析的基础上，从硬件和软件两个角度，对影响风电机组发电能力的因素进行了全面的调查，并对提高风电机组发电能力进行了深入的探索。

国电电力宁夏新能源开发有限公司宁夏银川 750004摘要：近年来，随着社会和经济的快速发展，人类在日常生活和生产工作中对资源的需求也在不断增加。

然而，因为资源的总量是十分有限的，因此，对新能源的研发和应用就变得非常关键。

风能是一种广泛应用的可再生能源，在开发的时候，它的难度相对较低，而且它的利用对环境的影响也相对较低，在实际发展中的投资相对较低，并且具有很好的发展前景。

在经历了十多年的高速发展之后，中国的风电产业已经获得了空前的成就，同时，人们对风电发电机组的发电性能也提出了更高的需求，因此，迫切需要寻找一种能够让风电发电机组的发电能力得到最大程度的提高的方式，因此，在对风电机组发电能力进行深入的分析的基础上，从硬件和软件两个角度，对影响风电机组发电能力的因素进行了全面的调查，并对提高风电机组发电能力进行了深入的探索。

关键词：风力发电；机组发电；性能分析风电是目前最成熟和最具商业化应用潜力的新能源。

风机节能改造方案风机的用电现状能源是国家重要的物质，能源的供需矛盾已成为制约我国社会主义经济建设的主要因素之一。

在能源问题上国务院提出“节约与开发并重”的方针，就是依靠技术进步，把节约能源以解决能源问题作为我国重要的技术经济政策。

据不完全统计，全国风机、水泵、压缩机就有1500万台电动机，用电量占全国总发电量的40～50%，这些电动机大多在低的电能利用率下运行，只要将这些电动机电能利用率提高10～15%，全年可节电300亿KW以上。

根据火电设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉的送、引风机的风量裕度分别为5%和5%～10%，风压裕度分别为10%和10%～15%。

设计过程中很难计算管网的阻力、并考虑到长期运行过程中发生的各种问题，通常总是把系统的最大风量和风压裕度作为选型的依据，但风机的型号和系列是有限的，往往选取不到合适的风机型号时就往上靠，裕度大于20～30%比较常见。

因此这些风机运行时，只有靠调节风门或风道挡板的开度来满足生产工艺对风量的要求。

风机机械特性为平方转矩特性，风机运行时，靠调节风门或者风道档板的开度来调节风机风量的方法，称为节流调节。

在节流调节过程中，风机固有特性不变，仅仅靠关小风门或挡板的开度，人为地增加管路的阻力，由此增大管路系统的损失，不利于风机的节能运行。

采用调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以适应生产工艺的需要，这种调节方式称为风机的调速控制。

风机以调速控制方式运行能耗最省，综合效益最高。

交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的最佳调速方案，它可以实现风机的无级调速，并可方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量的控制。

风机节电原理如图示为风机风压H-风量Q曲线特性图:n1-代表风机在额定转速运行时的特性；n2-代表风机降速运行在n2转速时的特性；R1-代表风机管路阻力最小时的阻力特性；R2-代表风机管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。

风机在管路特性曲线R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1、H1，此时风机所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AH1OQ1的面积。