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張燕賓 （1937-）

男，畢業(yè)于上海電機(jī)學(xué)院的工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化專業(yè)和吉林函授學(xué)院的數(shù)學(xué)系，高級(jí)工程師。
1969年前曾先后在長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)和長(zhǎng)春大學(xué)任教。曾任宜昌市自動(dòng)化研究所副所長(zhǎng)、宜昌市科委深圳聯(lián)絡(luò)處主任、宜昌市自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、湖北省自動(dòng)化學(xué)會(huì)常務(wù)理事等職。退休于宜昌市自動(dòng)化研究所。退休后從事變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。主要工作有：每年應(yīng)邀在各地主講變頻調(diào)速學(xué)習(xí)班；在各種雜志上發(fā)表介紹變頻調(diào)速應(yīng)用方面的文章百余篇；編寫變頻器應(yīng)用方面的通俗讀物。已經(jīng)出版的著作有《SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)》（第一、第二、第三版）、《變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐》（主編）、《電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速圖解》、《實(shí)用變頻調(diào)速技術(shù)培訓(xùn)教程》、《常用變頻器功能手冊(cè)》、《變頻調(diào)速460問(wèn)》、《變頻器應(yīng)用教程》、《變頻器的安裝、使用和維護(hù)》等。

    時(shí)至今日，知道變頻調(diào)速的人已經(jīng)相當(dāng)?shù)仄毡榱恕４蠖鄶?shù)人一提起變頻調(diào)速，總是和節(jié)能掛起鉤來(lái)。尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，由于各行各業(yè)的蓬勃發(fā)展，盡管我國(guó)在能源開(kāi)發(fā)方面進(jìn)展迅速，但還是跟不上需求的增長(zhǎng)，節(jié)能問(wèn)題始終處于相當(dāng)突出的位置。變頻調(diào)速的節(jié)能效果因此也格外地引人注目。

    總體上看，變頻調(diào)速的節(jié)能，主要是三個(gè)方面，分述如下：

1 減少工頻運(yùn)行的浪費(fèi)

    第一個(gè)方面，是工頻全速運(yùn)行時(shí)，拖動(dòng)系統(tǒng)提供的能量超過(guò)了負(fù)載的需求，造成浪費(fèi)。例如：

    （1）空壓機(jī)的泄載

    空壓機(jī)在全速運(yùn)行的情況下，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力太高時(shí)，常常用泄載閥放掉多余的壓縮空氣，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力保持平穩(wěn)。這放掉的壓縮空氣，實(shí)際上就是一種浪費(fèi)，如圖1（a）所示。

    （2）給水泵的回流

    鍋爐的給水泵在全速運(yùn)行的情況下，當(dāng)鍋爐內(nèi)的水位太高時(shí)，通過(guò)回流閥將水泵打出去的水部分地回流到貯水罐中。這回流的水，也是一種浪費(fèi)，如圖1（b）所示。

                                       圖1　浪費(fèi)能源的實(shí)例

                                （a）空壓機(jī)的泄載　（b）水泵的回流
1.1 調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理

    針對(duì)上述情況，如能根據(jù)需要調(diào)整轉(zhuǎn)速，使機(jī)器的平均轉(zhuǎn)速降下來(lái)，就可以節(jié)能。

    （1）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

    如圖2（a）所示，是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速運(yùn)行的結(jié)果。帶式輸煤機(jī)在全速運(yùn)行時(shí)，常常由于煤的堆積而浪費(fèi)人力和物力，如果根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)輸煤的速度，把平均運(yùn)行轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速的60%的話，則與全速運(yùn)行相比，可以節(jié)能40%。

    （2）二次方律負(fù)載

    圖2（b）是風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載，被稱為二次方律負(fù)載，當(dāng)平均轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速的70%時(shí)，與全速運(yùn)行相比，可以節(jié)能66%。

    （3）調(diào)速節(jié)能的實(shí)質(zhì)

    負(fù)載平均轉(zhuǎn)速的下降，實(shí)際上是負(fù)載消耗的功率下降了。因此，通過(guò)降低平均轉(zhuǎn)速來(lái)節(jié)能的實(shí)質(zhì)，是電動(dòng)機(jī)根據(jù)負(fù)載的實(shí)際需要提供機(jī)械功率，消除了因不必要的浪費(fèi)而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。這是節(jié)能運(yùn)行中最重要的一個(gè)方面。

                                     圖2　降低平均轉(zhuǎn)速的節(jié)能

                                （a）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載　（b）二次方律負(fù)載

1.2 節(jié)能計(jì)算舉例

    某紡織廠的排風(fēng)扇，原來(lái)是全速運(yùn)行的，采用變頻調(diào)速后，非但能自動(dòng)地調(diào)節(jié)車間內(nèi)的溫度和濕度，并且由于年平均轉(zhuǎn)速nL’降為額定轉(zhuǎn)速nLN的70%。

    nL’＝0.7nLN

    式中，nL’—負(fù)載的平均轉(zhuǎn)速，r/min；

    nLN—負(fù)載的額定轉(zhuǎn)速，r/min。

    負(fù)載所消耗的平均功率為：                        
    PL’≈ KP（0.7nLN）3

               ＝0.343 KP nLN3

               ＝0.343 PLN

    式中，PL’— 負(fù)載消耗的平均功率，kW；

        KP—系數(shù)；

        PLN—負(fù)載的額定功率，kW。

    節(jié)約電功率：

        ΔPL＝PLN－PL’＝0.657 PLN

    式中，ΔPL—節(jié)約的電功率，kW。

    假設(shè)電動(dòng)機(jī)的容量為22 kW，則每臺(tái)風(fēng)扇節(jié)約的電功率為：

    ΔPL＝0.657×22＝14.45 kW

    按每天工作24小時(shí)、每年工作300天計(jì)，則每臺(tái)風(fēng)扇一年可節(jié)約電能：

    ΔW＝14.45×24×300＝104040kWh

    式中，ΔW—節(jié)約的電能，kWh。

    每kWh的電費(fèi)按0.6元計(jì)，則一年可節(jié)約電費(fèi)：

    Δ￥＝0.6×104040＝62424元≈6.24萬(wàn)元

    式中，Δ￥—節(jié)約的電費(fèi)。

    可見(jiàn)，節(jié)能效果是十分可觀的。

2 高拖動(dòng)系統(tǒng)的效率

    節(jié)能的第二個(gè)方面，是通過(guò)提高設(shè)備的效率而獲得的。

2.1 提高生產(chǎn)機(jī)械的效率

    這方面的典型例子是水泵。

    （1）水泵效率的計(jì)算

    水泵的輸出功率PG與軸功率（輸入功率，即電動(dòng)機(jī)的輸出功率）PP之比，即為水泵的工作效率，符號(hào)是ηP：

    ηP＝（1）

    式中，ηP—水泵的效率；

         PG—水泵的輸出功率（供水功率），kW；

         PP—水泵的輸入功率（軸功率），kW。

                                    圖3　水泵的效率

    據(jù)有關(guān)資料介紹，水泵工作效率相對(duì)值η*的近似計(jì)算公式如下：

    ηP*＝C1（）－C2    （2）

    式中，ηP*—水泵效率的相對(duì)值；

          Q*—流量的相對(duì)值；

          n*—轉(zhuǎn)速的相對(duì)值；

          C1 、C2—常數(shù)，由制造廠家提供。C1與C2之間，通常遵循如下規(guī)律：

     C1－C2＝１    （3）

    （2）閥門控制方式的水泵效率     

    當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量Q*時(shí)，由于轉(zhuǎn)速不變，n*＝１，故比值Q* / n*＝Q*。

    就是說(shuō)，采用調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)流量時(shí)，水泵的效率將隨著流量的減小而減小，如圖3中的曲線①所示。

    （3）變頻調(diào)速時(shí)的水泵效率    

    由式（2）可知：當(dāng)采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的控制方式時(shí)，由于在閥門開(kāi)度不變的情況下，流量Q*和轉(zhuǎn)速n*是成正比的： 

    Q* / n*＝１

    ηP*＝１

    就是說(shuō)，在變頻調(diào)速的情況下，水泵的工作效率總是處于最佳狀態(tài)，效率曲線如圖3中之曲線②所示。

    所以，采用了變頻調(diào)速，也就提高了水泵的效率。

2.2 提高電動(dòng)機(jī)的效率

    （1）“大馬拉小車”的浪費(fèi)

    “大馬拉小車”的含義是：電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩（在額定轉(zhuǎn)速下是額定轉(zhuǎn)矩）比負(fù)載的實(shí)際轉(zhuǎn)矩大得多。

    要了解電動(dòng)機(jī)在大馬拉小車時(shí)的浪費(fèi)，必須分析電動(dòng)機(jī)在輕載運(yùn)行時(shí)的功率損耗的情況。

    A．機(jī)械損失

    電動(dòng)機(jī)在輕載運(yùn)行時(shí)的機(jī)械損耗功率和額定運(yùn)行時(shí)相差不多，而由于負(fù)載較輕，故機(jī)械損耗功率在輸出功率中所占的比重增加了。

    B．鐵損和銅損

    在異步電動(dòng)機(jī)里，磁通的大小是和反電動(dòng)勢(shì)與頻率之比成正比的。而反電動(dòng)勢(shì)的大小又等于電源電壓與電阻壓降之差：

    Φ1＝KΦ ＝KΦ     （4）

    式中，Φ1—電動(dòng)機(jī)每極下的磁通，Wb；

       E1X—電動(dòng)機(jī)一相繞組在頻率為fX時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)，V；

       fX—電動(dòng)機(jī)的工作頻率，Hz；

       KΦ—比例常數(shù)；

       U1X—電動(dòng)機(jī)在頻率為fX時(shí)的相電壓，V；

       I1X—電動(dòng)機(jī)的相電流，A；

       r1—電動(dòng)機(jī)每相繞組的電阻，Ω。

    由式（4）知，如果電壓偏高，而負(fù)載又較輕（從而電流I1較?。r(shí)，反電動(dòng)勢(shì)增大，磁通也增大，磁路趨向飽和，鐵心里的渦流損失和磁滯損失增加。

    與此同時(shí)，由于磁路開(kāi)始進(jìn)入飽和段，勵(lì)磁電流和定子電流I1也較大，如圖4（a）所示，銅損也增加。

    可見(jiàn)，輕載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率減小，而損耗卻增加了。所以，效率將降低，造成浪費(fèi)。

    （2）提高效率的途徑

    因?yàn)闄C(jī)械損失是無(wú)法改變的，所以，提高效率只能從減小鐵損和銅損著手。

    由式（4）知，在輕載的情況下，如果適當(dāng)降低電源電壓，可使反電動(dòng)勢(shì)和磁通減小，磁路不再飽和，如圖4（b）所示。非但鐵損減小，且因?yàn)閯?lì)磁電流的減小，銅損也減小了，從而電動(dòng)機(jī)的效率得到了提高。

    變頻器由于其U／f比可以任意調(diào)節(jié)，所以，針對(duì)大馬拉小車的情形，可以十分靈活地實(shí)施降壓節(jié)能，成為了變頻節(jié)能的一大亮點(diǎn)。

                                    圖4　電動(dòng)機(jī)的矢量圖

                           （a）大馬拉小車時(shí)?。╞）適當(dāng)降低電壓
    （3）低頻輕載的節(jié)能措施　

    風(fēng)機(jī)、水泵類二次方律負(fù)載在低頻運(yùn)行時(shí)，在不采取特殊措施的情況下，無(wú)一例外地處于大馬拉小車的狀態(tài)，如圖5（a）所示，曲線①是風(fēng)機(jī)的機(jī)械特性，曲線②是電壓與頻率成正比（轉(zhuǎn)矩提升量等于0）時(shí)，電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩線。由圖5（a）知，在轉(zhuǎn)速等于50%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩比負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩大了許多，負(fù)荷率約只有0.28／0.96＝29%。

                                     圖5　異步電動(dòng)機(jī)帶風(fēng)機(jī)

                  （a）無(wú)補(bǔ)償有效轉(zhuǎn)矩　（b）低勵(lì)磁U／f線　（c）低勵(lì)磁有效轉(zhuǎn)矩

    為了降低電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)的電壓，轉(zhuǎn)矩提升線應(yīng)該選擇“低勵(lì)磁U／f線”。所謂低勵(lì)磁U／f線，也叫負(fù)補(bǔ)償U(kuò)／f線，如圖5（b）中之曲線④所示（曲線③是轉(zhuǎn)矩提升等于0時(shí)的U／f線）就是說(shuō)，在低頻運(yùn)行時(shí)，電壓非但不增加，反而還要減小。所得的有效轉(zhuǎn)矩線如圖5（c）中之曲線⑤所示，在轉(zhuǎn)速等于50%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率增加至0.28／0.50＝56%，從而提高了電動(dòng)機(jī)的效率。為了防止啟動(dòng)困難，在預(yù)置U／f線時(shí)，也應(yīng)該預(yù)置一點(diǎn)零速時(shí)的轉(zhuǎn)矩提升量，如圖（b）中之ΔUC所示。

    有一種叫“超能士”的變頻器，能夠自動(dòng)地搜索最佳工作點(diǎn)，節(jié)能效果特別好。但由于搜索的過(guò)程較慢，動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力很差。所以，只能用在風(fēng)機(jī)、水泵類的二次方律負(fù)載上。

    （4）額頻輕載的節(jié)能措施

    如圖6（a）所示的拖動(dòng)系統(tǒng)，55kW的電動(dòng)機(jī)在額定頻率下運(yùn)行時(shí)，實(shí)際工作電流只有62A（額定電流為102.5A）。

    很明顯，該電動(dòng)機(jī)處于大馬拉小車的狀態(tài)。針對(duì)這種情況，可以通過(guò)適當(dāng)加大基本頻率來(lái)降低電動(dòng)機(jī)的工作電壓。例如，把基本頻率加大為55Hz，變頻器的輸出電壓為380V，則50Hz時(shí)，變頻器的輸出電壓只有345V。從而實(shí)現(xiàn)了降壓節(jié)能。

                                     圖6　額頻輕載的節(jié)能方法

                              （a）額頻輕載實(shí)例　（b）降低電壓的方法
    （5）低頻重載的節(jié)能措施　

    有的生產(chǎn)機(jī)械，采用變頻調(diào)速后，上限頻率很低。這說(shuō)明負(fù)載實(shí)際所需的功率比電動(dòng)機(jī)的額定功率小很多，實(shí)際上也是一種大馬拉小車。

    如圖7（a）所示，有一臺(tái)機(jī)器，電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)是90kW、164.3A、1480r/min，計(jì)算出額定轉(zhuǎn)矩等于580N?m。實(shí)際運(yùn)行電流是150A，負(fù)荷率ξ＝0.91。實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速后，根據(jù)工藝要求，上限頻率只有30Hz。

                                     圖7　低頻重載的節(jié)能方法

                      （a）低頻重載實(shí)例　（b）加大傳動(dòng)比　（c）加大基本頻率

    任何調(diào)速電動(dòng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，其有效功率都要隨轉(zhuǎn)速的下降而減小。異步電動(dòng)機(jī)在30Hz時(shí)的有效功率是：

    PME＝PMN ＝90×＝54 kW

    式中，PME—電動(dòng)機(jī)低頻運(yùn)行時(shí)的有效功率，kW；

        PMN—電動(dòng)機(jī)的額定功率，kW；

        fX—電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作頻率，Hz；

        fN—電動(dòng)機(jī)的額定頻率，Hz。    

    負(fù)載側(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算如下：

    電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在30Hz時(shí)的轉(zhuǎn)速：

        nMX＝nMN＝1480×＝888 r/min

    式中，nMX—電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，r/min；

        nMN—電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。

    負(fù)載的轉(zhuǎn)速：

        nL＝nMX／λ＝888／4＝222 r/min

    式中，nL—負(fù)載的轉(zhuǎn)速，r/min；

    　λ—傳動(dòng)比。

    負(fù)載的轉(zhuǎn)矩：

        TL＝TMNλξ＝540×4×0.9＝2088 N m

    式中，TL—負(fù)載的轉(zhuǎn)矩，N m；

        TMN—電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，N m；

        ξ—電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率。

    負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算到電動(dòng)機(jī)軸上的折算值：

        TL’＝＝＝522 N m

    式中，TL’—負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算值，N m。

    負(fù)載的功率：

        PL＝＝＝48.5kW

    式中，PL—負(fù)載的功率，kW。

    可見(jiàn)，負(fù)載只有48.5kW，而拖動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)卻是90kW的，屬于大馬拉小車。但是從轉(zhuǎn)矩的角度看，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩比負(fù)載的折算轉(zhuǎn)矩大不了多少，又不是大馬拉小車。怎樣節(jié)能呢？

    如果把傳動(dòng)比加大為6.5，那電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就應(yīng)該上升為1443 r/min，工作頻率增大為49Hz，電動(dòng)機(jī)的有效功率也就接近于額定功率了。從轉(zhuǎn)矩看，負(fù)載的折算轉(zhuǎn)矩減小為：

        TL’＝＝＝321 N m

    如圖（b）所示。而電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩有580N m，負(fù)荷率只有：

        ξ’＝ ＝ ＝0.55

    于是，大馬拉小車的特點(diǎn)體現(xiàn)了出來(lái)。再通過(guò)加大基本頻率。例如，把基本頻率加大為56Hz，則與50Hz對(duì)應(yīng)的電壓就只有340V，實(shí)現(xiàn)了降壓節(jié)能。

    這個(gè)例子的實(shí)質(zhì)，是把功率的大馬拉小車，通過(guò)加大傳動(dòng)比，轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩的大馬拉小車后，再實(shí)施降壓節(jié)能。

2.3 充分利用拖動(dòng)系統(tǒng)釋放的能量

    變頻節(jié)能的第三個(gè)方面，是把拖動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中釋放的能量充分利用起來(lái)。

    （1）拖動(dòng)系統(tǒng)釋放的能量

    拖動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，常常會(huì)釋放機(jī)械能。主要是兩種情況：
 
    第一種是減速運(yùn)行，高速運(yùn)行時(shí)，拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能較大，轉(zhuǎn)速下降后動(dòng)能減小。所以，拖動(dòng)系統(tǒng)的減速過(guò)程，也是釋放動(dòng)能的過(guò)程，如圖8（a）所示。

    第二種是重物下降的過(guò)程，重物在高處時(shí)位能較大，下降后，位能減少。所以，重物下降的過(guò)程也是拖動(dòng)系統(tǒng)釋放位能的過(guò)程，如圖8（b）所示。

                                     圖8　拖動(dòng)系統(tǒng)釋放能量

                     （a）拖動(dòng)系統(tǒng)減速時(shí)釋放動(dòng)能?。╞）重物下降時(shí)釋放位能

    事實(shí)上，在這兩種情況下，電動(dòng)機(jī)都將處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)（再生制動(dòng)狀態(tài)），拖動(dòng)系統(tǒng)釋放的能量轉(zhuǎn)換成了電能，使變頻器的直流電壓升高。一般情況下，是通過(guò)制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元把升高了的直流電壓消耗掉的。要是不消耗掉，而把它利用起來(lái)，就是節(jié)能的第三個(gè)方面。

    利用多余能量的方法主要有兩種：

    一種叫作能源互補(bǔ)。當(dāng)一臺(tái)機(jī)器上有多臺(tái)變頻器時(shí)，可以把這些變頻器的直流母線都并聯(lián)起來(lái)，如圖9所示。這樣做的好處是：

    一方面，增大了直流電源的總?cè)萘浚瑴p小了直流電壓的上升幅度。

                                     圖9   直流母線并聯(lián)

    另一方面，實(shí)現(xiàn)了能量的互補(bǔ)，因?yàn)槎嗯_(tái)電動(dòng)機(jī)不大可能同時(shí)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。于是，處于再生制動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)發(fā)出來(lái)的電，正好被其他電動(dòng)機(jī)所利用。

    第二種方法是采用“回饋單元”。

    所謂回饋單元，就是當(dāng)直流回路的電壓超過(guò)某一限值時(shí)，把多余的直流電通過(guò)回饋單元逆變成三相交流電，并反饋到電網(wǎng)去。實(shí)際上相當(dāng)于把拖動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中釋放的能量（動(dòng)能或位能）通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，又通過(guò)回饋單元反饋給電網(wǎng)，如圖10所示。所以，是一種十分理想的節(jié)能方法。

                                     圖10　回饋單元的接線

2.4 節(jié)能以外的經(jīng)濟(jì)效益

    采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)后，明顯的節(jié)能效果只是經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)比較重要的方面，但絕不是經(jīng)濟(jì)效益的全部。

    （1）減少故障率的經(jīng)濟(jì)效益

    直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能雖然優(yōu)越，但它的故障率很高。每次發(fā)生故障，必將造成如下?lián)p失：

    A．正在加工過(guò)程中的工件報(bào)廢。

    B．在處理和維修期間，不能進(jìn)行生產(chǎn)造成的損失。

    C．維修費(fèi)用本身的損失等。

    例如，印染機(jī)械通常由若干個(gè)單元構(gòu)成，各單元之間要求布速同步。過(guò)去采用直流電動(dòng)機(jī)控制，故障率較高，平均一個(gè)月要發(fā)生一次故障。改造為變頻調(diào)速后，連續(xù)若干年未發(fā)生故障。某印染廠的廠長(zhǎng)說(shuō)，每發(fā)生一次故障所造成的損失（包括整匹布報(bào)廢的損失、在一段時(shí)間內(nèi)不能生產(chǎn)造成的損失以及修理費(fèi)用等）足以購(gòu)買許多臺(tái)變頻器，其經(jīng)濟(jì)效益由此可見(jiàn)。

    （2）延長(zhǎng)設(shè)備壽命的經(jīng)濟(jì)效益

    主要有以下兩種情形：

    A．由于平均轉(zhuǎn)速下降而使設(shè)備壽命延長(zhǎng)

    如風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)等在全速運(yùn)行時(shí)，由于阻轉(zhuǎn)矩很大，各部分的磨損以及主要部件所受到的應(yīng)力都很大。采用了變頻調(diào)速后，由于平均轉(zhuǎn)速的降低，應(yīng)力和磨損都大為減小，使機(jī)器的壽命得到延長(zhǎng)。

    B．由于起動(dòng)和停機(jī)過(guò)程得到改善而使設(shè)備壽命延長(zhǎng)

    許多設(shè)備在直接起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，將因受到較大沖擊而影響其使用壽命。

    各種設(shè)備中的壓縮機(jī)在直接起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，因內(nèi)部壓力變化過(guò)大而影響使用壽命。

    C．直接起動(dòng)將使供水的管道系統(tǒng)產(chǎn)生水錘效應(yīng)，使閥門、接頭和水管受到損壞，等等。

    采用變頻調(diào)速后，由于加速和減速過(guò)程可以預(yù)置得比較緩慢，從而徹底地消除了水錘效應(yīng)，延長(zhǎng)了水泵和管道系統(tǒng)的壽命。

    這方面尚無(wú)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，但據(jù)部分用戶反映，設(shè)備的使用壽命至少延長(zhǎng)一倍以上。毫無(wú)疑問(wèn)，這也是一種相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

    （3）提高產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益

    主要有如下幾個(gè)方面：

    A．因?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速而使質(zhì)量提高

    例如，某廠用于研磨軸承外園的無(wú)心磨床，原來(lái)是齒輪調(diào)速，其轉(zhuǎn)速不可能調(diào)得恰到好處。配用變頻調(diào)速后，操作人員可以一邊觀察火花，一邊調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，可以使加工過(guò)程達(dá)到最佳狀態(tài)，從而提高了軸承表面的光潔度。

    B．因?qū)崿F(xiàn)了閉環(huán)控制而使質(zhì)量提高

    例如，某塑料廠的空氣壓縮機(jī)配用變頻器后，實(shí)現(xiàn)了恒壓供氣，產(chǎn)品質(zhì)量因壓縮空氣的壓力穩(wěn)定而得到了提高。

    C．因檢測(cè)準(zhǔn)確而使質(zhì)量提高

    例如，某紡織廠的漿紗機(jī)，有十二個(gè)單元同步運(yùn)行，原來(lái)憑手感通過(guò)調(diào)整錐形皮帶來(lái)進(jìn)行微調(diào)。非但費(fèi)力，且調(diào)整的精度難以控制。采用了變頻調(diào)速后，可使變頻器顯示輸出電流，通過(guò)觀察各單元電動(dòng)機(jī)的電流大小作為進(jìn)行微調(diào)的依據(jù)。非但調(diào)節(jié)方便，并且使產(chǎn)品的檔次得到了提高，等等。

    產(chǎn)品的質(zhì)量提高了，其價(jià)值也必升高，經(jīng)濟(jì)效益難以估量。

    （4）其他方面的經(jīng)濟(jì)效益

    例如，某鋼廠的軋鋼設(shè)備，通過(guò)燃燒重油來(lái)加熱鋼材。原來(lái)由人工控制，非但費(fèi)油，并且煙囪里黑煙滾滾，周圍居民怨聲載道，還常被環(huán)保部門罰款。配用了變頻器后，實(shí)現(xiàn)了恒壓供油，既實(shí)現(xiàn)了節(jié)電和節(jié)油的目的，煙囪里不再冒黑煙了，環(huán)保問(wèn)題也解決了。

    又如，某廠鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)在采用了變頻調(diào)速后，不但節(jié)省了電和煤，并且由于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降了，噪音也大為減小。

    這無(wú)疑也是不容小視的經(jīng)濟(jì)效益。