二、節(jié)能分析
    變頻調速技術的基本原理是根據(jù)電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。如下圖示為壓力H-流量Q曲線特性圖:風機、泵類在管路特性曲線R1工作時，工況點為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時風機、泵類所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小流量到Q2，實際上通過增加管網(wǎng)管阻，使風機、泵類的工作點移到R2上的B點，壓力增大到H2，這時風機、泵類所需的功率正比于H2與Q2的乘積，即正比于BH2OQ2的面積。顯然風機、泵類所需的功率增大了。這種調節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運行成本換取簡單控制方式。
 
n1-代表電機在額定轉速運行時的特性；
n2-代表電機降速運行在n2轉速時的特性；
R1-代表風機、泵類管路阻力最小時的阻力特性；
R2-代表風機、泵類管路阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。
    若采用變頻調速，風機轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調速后風機所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。對于風機、泵類設備采用變頻調速后的節(jié)能效果，通常采用以下兩種方式進行計算：若采用變頻調速，風機轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調速后風機所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。
    貴公司二車間冷水泵電機功率220KW，額定電流407A，運行電流320A，閥門進口開度為50%，出口開度為25%。閥門開度很小，流量為額定流量的25%左右，另外還需要保持水泵一定的揚程，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，變頻器大概運行在35HZ-40HZ左右即可滿足要求，對于風機、泵類設備采用變頻調速后的節(jié)能效果，根據(jù)風機平方轉矩負載關系式：P / P0=（n / n0）3計算（P0額定轉速n0時的功率；P為轉速n時的功率） 。當變頻器運行35HZ時節(jié)電率為1-（35 /50）3=65%， 當變頻器運行在40HZ時節(jié)電率為1-（40 /50）3=48%，則平均節(jié)電率為（65%+48%）/2=56.5%，在除去變頻器本身耗電的3%，即節(jié)電率可以達到50%左右。以電費0.5元/度，年運行7000小時計算，每年可節(jié)約的電費為1.732*380*320*50%*0.86*0.5*7000=316970元。

三、改造前設備工況
    貴公司設備是通過調節(jié)閥門的開啟角度的機械調節(jié)方法來滿足不同的水流量，這種操作方式的缺點是:（1）電機及風機的轉速高，負荷強度重，電能浪費嚴重；（2）電氣控制直接起動，啟動時電流對電網(wǎng)沖擊大，需要的電源（電網(wǎng)）容量大，功率因素較低；（3）起動時機械沖擊大,設備使用壽命低；（4）電氣保護特性差，當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設備等。采用變頻器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。

四、變頻改造方案 
    貴公司二車間冷水泵系統(tǒng)為一用一備，變頻控制柜具有切換功能，可以選擇1#或2#啟動，并且在變頻器出現(xiàn)故障時可選擇1#工頻啟動，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。變頻根據(jù)壓力信號自動調節(jié)電機的轉速。

設備名稱	型號	數(shù)量	備注
變頻器	CDI9000-G220T4	1
斷路器	CDM1-630A	1
接觸器	CJ20-630A	3
轉換開關	LW5-16D/2	2
按鈕	LAY7 GN	2
指示燈	LD11-22  380V	5
電流表	42L6-500/5	1
電壓表	42L6-450V	1
互感器	BH0.66-/5	1
柜體	1600*600*500	1
附件	線材，附材，銅排	1

變頻柜控制電氣圖如下：
 

五、總結
采用變頻器控制將有以下諸多優(yōu)點： 
 (1)、采用變頻器控制電機的轉速，取消擋板調節(jié)，降低了設備的故障 率，節(jié)電效果顯著；
 (2)、采用變頻器控制電機，實現(xiàn)了電機的軟啟動，延長了設備的使用壽 命，避免了對電網(wǎng)的沖擊； 
 (3)、電機將在低于額定轉速的狀態(tài)下運行，減少了噪聲對環(huán)境的影響；
 (4)、具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能； 
 (5)、變頻具有工/變頻切換功能，能夠保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
    實踐證明，變頻改造具有顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調速控制方式。既提高了設備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且還大大減少了設備維護、維修費用，另外當采用變頻調速時，由于變頻裝置內的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù)，也可以為電網(wǎng)節(jié)約容量。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。