由風(fēng)機(jī)的基本理論可知，風(fēng)機(jī)風(fēng)量qV與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，風(fēng)壓p與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比，即qV1=qV2n1n2，p1=p2n1n2，P1=P2n1n23。

　　因此，當(dāng)系統(tǒng)需減少風(fēng)量時(shí)，調(diào)低轉(zhuǎn)速可使風(fēng)機(jī)功率快速降低。例如，當(dāng)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速均下降到額定值的80時(shí)，風(fēng)機(jī)功率降低到額定功率的51;當(dāng)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速均下降到額定值的60時(shí)，風(fēng)機(jī)功率降低到額定功率的21.

　　變頻調(diào)速控制風(fēng)量與調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的節(jié)電原理可通過(guò)進(jìn)行比較說(shuō)明。風(fēng)機(jī)軸功率正比于管網(wǎng)阻力曲線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的風(fēng)壓值p與風(fēng)量值qV的乘積。點(diǎn)A為額定工作點(diǎn)，此時(shí)輸出風(fēng)量qV1為100，效率最高，軸功率P1正比于p1與qV1的乘積，相當(dāng)于圖中Ap1OqV1的面積。根據(jù)生產(chǎn)的需要，當(dāng)風(fēng)量從qV1減少到qV2時(shí)，若減小風(fēng)門開(kāi)度，則管網(wǎng)阻力增加，管網(wǎng)阻力特性曲線變?yōu)榍€4，工況點(diǎn)A移至新的工況點(diǎn)B.可以看出，風(fēng)量降低，風(fēng)壓增加，軸功率P2和軸功率P1相比減少不多。如果通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)控制風(fēng)量，由于風(fēng)門全開(kāi)，只改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速而不改變管網(wǎng)阻力，風(fēng)機(jī)風(fēng)量由qV1變到qV2時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，風(fēng)壓-風(fēng)量曲線下移，工況點(diǎn)A沿管網(wǎng)阻力曲線3移至工況點(diǎn)C，即風(fēng)量減少時(shí)風(fēng)壓p2降低明顯，軸功率P3(正比于p3與qV2的乘積，相當(dāng)于圖中面積Cp3OqV2)和軸功率P1相比顯著減少，節(jié)省的功耗P正比于p(p=p2-p3)與qV2的乘積，相當(dāng)于圖中面積Bp2p3C.

　　變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)及評(píng)價(jià)特點(diǎn)

　　變頻調(diào)速具有以下特點(diǎn)：(1)調(diào)速范圍廣。可應(yīng)用于異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速;高壓大容量變頻器可以做到在0100額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。

　　(2)調(diào)節(jié)精度高、效率高，沒(méi)有附加損耗，在正常調(diào)速范圍內(nèi)，變頻裝置的總效率在93以上，功率因數(shù)超過(guò)0.95.

　　風(fēng)機(jī)的特性曲線可實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動(dòng)，并且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小。

　　(4)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可隨時(shí)切換以保持運(yùn)轉(zhuǎn)，適用于不允許停機(jī)的場(chǎng)合。

　　(5)容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程控制。

　　(6)變頻器預(yù)留有控制接口，能為機(jī)組實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制提供方便。

　　評(píng)價(jià)

　　應(yīng)用變頻調(diào)速控制技術(shù)節(jié)能效果明顯、調(diào)節(jié)性能穩(wěn)定、調(diào)節(jié)范圍大、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

　　當(dāng)然，變頻調(diào)速技術(shù)也有其不足之處：一是我國(guó)電站中大功率電動(dòng)機(jī)供電電壓高，而變頻器開(kāi)關(guān)器件的耐壓水平較低，造成電壓匹配上的難題;二是高壓大功率變頻調(diào)速技術(shù)的技術(shù)含量高、難度大、成本高，配置低壓變頻器為800元/kW，而配置高電壓電動(dòng)機(jī)變頻器為2000元/kW，配置高壓電動(dòng)機(jī)變頻器的投資為液力偶合器的68倍，但是一般風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造都要求低投入高回報(bào)，從而造成經(jīng)濟(jì)上的難題。

　　隨著變頻裝置國(guó)產(chǎn)化工作的加強(qiáng)，不久的將來(lái)國(guó)內(nèi)可望能生產(chǎn)出技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、價(jià)格合理的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)對(duì)變頻裝置日益增長(zhǎng)的需求。

　　結(jié)論，變頻調(diào)速控制技術(shù)在電站風(fēng)機(jī)節(jié)能應(yīng)用中，具有其他調(diào)節(jié)方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)。在風(fēng)機(jī)耗電量占有巨大比例的電站中，利用變頻調(diào)速技術(shù)，既可提高設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝的要求，大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，在電力工業(yè)和整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，具有廣闊的應(yīng)用前景。