我廠粉針車間空調風機使用Y180L-4 22KW電機和Y180M-4 18.5KW電機各一臺。為保證室內空氣潔凈度的要求，每天24中時運行，周六、周日仍正常運行。造成了風機在不生產期間仍在工況下運行，浪費嚴重。又因風機容量較大，在正常生產情況下電機運行電流僅為24A，實測負荷率為50%，風機機組效率為37%，運行效率低，進一步加大了浪費。
近段時期粉針車間開工較足，這一問題日益突出，為解決這一問題并從長運考慮，決定選用變頻器改造現有設備。只所以選用變頻器是因為：
1、變頻器具有節電效果明顯，調速平穩，易于實現控制等優點；
2、為了突出節能效果，在粉針車間下班后，將風機轉速調低，可進一步節能(一般情況下風量降低為80%，節能達50%)，但仍保證生產車間各室符合工藝要求，如壓力，潔凈度等，這一數據須在設備安裝后進行測試，如果用有級調速很難實現風機在晚間運行在最佳狀態。而變頻器由于在低速情況下有很好的轉矩特性，又可實現無級調速，易于實現上述要求。
一、變頻器容量的選擇：
粉針車間空調風機在正常情況下運行電流為24A，負載率為50%，而變頻器在驅動風機、水泵類等減轉矩負荷時可以用較小容量變頻器驅動大容量電機 ，這時只須保證電機額定電流小于變頻器在變轉矩情況下輸出的額定電流。(變頻器實際輸出容量小于變頻器容量)
現以22KW送風機為例進行計算：
(一)實際運行情況：
I=24A(實測) U=0.38KV 查<異步電動機最佳運行參數表>
I=24.733A COSφ=0.7312 In=42.5A
P1=√3UICOSφ
=*0.38*24.733*0.7312
=11.90K
正常情況下電機實際輸出功率為11.90KW。
(二)變頻器裝置的容量
PVD=KPn(N/Nn)3 <風機水泵調速節能手冊>
N：實際轉速 <變頻調速器在微機控制鍋
爐補水系統中的應用>
Pn：電機實際輸出容量
K：裝置容量綜合系數 1.15
PVD：變頻器容量
PVDMAX=1.15*11.90*1=13.865KW
(三)變頻器選型：
現今變頻器以國外進口為多。如日立、丹佛斯、倫茨、ABB等，性能高但價格高。國產變頻器價格低，性能稍差。日立J300變頻器在同類進口變頻器中價格較低，采用無速度傳感器矢量控制，具有高起動轉矩，且具有適合風機、水泵的自動節能運行。較為合適。
型號為：日立J300-150HFE
變轉矩時：UN=380V IN=44A PN變=15KW
由以上計算可知：IN變頻器>IN電機
PN變>PNDMAX
因此選用J300-150HFE 15 KW變頻器可滿足要求。
(四)回風機18.5KW 選用J300-150HFE 也可滿足要求，計算略。
二、節能效果：
(一)22KW送風機：
1、正常運行情況下電機所需容量：P1=11.90KW
2、改造后：(設電機輸出功率保持不變)
COSφ=0.95 U=0.38KV P1=11.90KW
I2=P/(√3U COSφ)
=11.90/(√3*0.38*0.95)
=19.0366A
3、在保持輸出功率不變的情況下電流由24.733A降為19.037A，所節省電能為：
P節=√3U(I1-I2)COSφ
=√3*0.38*(24.733-19.037)*0.95
=3.5614KW
(二)18.5KW回風機：
1、現行情況：
I=24.2A U=0.38KV ，查<異步電動機最佳運行參數>，I3=24.692A COSφ=0.777
P3=√3UI3COSφ3
=√3*0.8*24.692*0.777
=12.628KW
2、改造后：
COSφ=0.95 U =0.38KV P3=12.628KW
I4= P3/(√3U COSφ)
=12.628/(√3*0.38*0.95)
=20.196A
3、在保持輸出功率不變情況下電流由24.2A降為20.196A所節省電能為：
P節=√3U(I3-I4)COSφ
=√3*0.38*(24.2-20.196)*0.95
=2.504KW
(三)非生產情況下節能分析：
下班后，可將風機轉速降低，這時只需保持室內壓力及潔凈度即可。一般情況下轉速下降到20%時，最高運行效率幾乎不變，但節能效果卻非常顯著。
P=(K3*PN)/η
1)K=N/NN N:實際轉速 NN：額定轉速
∵N∝f ∴K∝f
2)η：效率
3) P：電機所需功率
1、22KW送風機節能情況
|
頻率 |
50 |
49 |
48 |
47 |
|
P輸出 |
11.90 |
11.20 |
10.52 |
9.884 |
|
P節 |
0 |
0.699 |
1.372 |
2.016 |
|
頻率 |
46 |
45 |
44 |
43 |
|
P輸出 |
9.266 |
8.675 |
8.110 |
7.569 |
|
P節 |
2.634 |
3.225 |
3.790 |
4.331 |
|
頻率 |
42 |
41 |
40 |
|
P輸出 |
7.053 |
6.561 |
6.093 |
|
P節 |
4.847 |
5.339 |
5.807 |
2、18.5KW回風機節能情況
|
頻率 |
50 |
49 |
48 |
47 |
|
P輸出 |
12.628 |
11.89 |
11.17 |
10.49 |
|
P節 |
0 |
0.743 |
1.46 |
2.14 |
|
頻率 |
46 |
45 |
44 |
43 |
|
P輸出 |
9.83 |
9.21 |
8.61 |
8.03 |
|
P節 |
2.79 |
3.42 |
4.02 |
4.60 |
|
頻率 |
42 |
41 |
40 |
|
P輸出 |
7.49 |
6.96 |
6.47 |
|
P節 |
5.14 |
5.67 |
6.16 |
(四)節能效果計算：
1、工作時間節電量：(設工作時間為8小時，全年305天)
(3.5614+2.504)*8*305=14799.58KWh
2、非工作時間節電量：f=45HZ
(3.225+3.42)*16*305+(3.225+3.42)*24*60=41996.4KWh
3、全年節電量：
14799.58+41996.4=56795.98KWh
4、節約費用:
工作時間：14799.58*(0.5583*1.5+0.037+0.01)*0.5+14799.58*(0.5583+0.037+0.01)*0.5=6544.74+4479.09=11023.83元
非工作時間：41996.4*0.25*(0.5583*1.5+0.037+0.01)+41996.4*0.75*(0.5583*0.5+0.037+0.01)=19558.77元
5、全年節約費用：
11023.83+19558.77=30582.6元
6、投資費用:日立J300-150HFE 每臺售價為16000元(包含配電柜及其它附件)，調試費用為2400元，共須資金36800.00元。
7、投資回收期為：由上計算知，節約費用為30582.60元，投資費用為36800.00元，則投資回收期為：
N=(36800/30582.6)*12=14.44月
三、注意事項：
1、變頻器雖然具有很好的節能效果，但初投資大，回收周期長；
2、轉速不能過低，避免電機過熱；
3、在變頻過程中應避免與設備產生共振
4、諧波損耗較大，電磁波干擾，必要加裝濾波裝置。
