变(bian)频调速在水泵与风机(ji)的节(jie)能(neng)方(fang)面(mian)应用(yong)广(guang)泛(fan)，但在实(shi)际应用中往(wang)往由(you)于(yu)对(dui)影响其节能效果的因素考虑(lv)不周，导致(zhi)选择与(yu)使(shi)用存在着(zhe)较大(da)的盲(mang)目(mu)性，影响(xiang)其(qi)节能效(xiao)益的(de)发挥。以水(shui)泵为(wei)例(li)，针(zhen)对影响其调速范(fan)围、节能效果的一些主要因素，进行(xing)了(le)对症(zheng)分析(xi)和探(tan)讨，在此基础(chu)上指(zhi)出(chu)了变频(pin)调速的适用范围。
一(yi)、变频调速与水泵(beng)节能
水泵节能离不(bu)开工(gong)况(kuang)点的合理调节。其调节方式(shi)不外乎以(yi)下两种(zhong)：管路特(te)性曲(qu)线的调(diao)节，如(ru)关(guan)阀调节；水泵特性(xing)曲线(xian)的调节，如水泵调速、叶(ye)轮(lun)切(qie)削等(deng)。在节能效果(guo)方面，改(gai)变水泵性能曲线的方法(fa)，比(bi)改变管路特性曲线要显(xian)著得多(duo)。因此，改变水泵性能曲线成为水泵节能的主要(yao)方式。而(er)变频调速(su)在改变水泵性能曲线和(he)自动(dong)控制方面优(you)势(shi)明显，因(yin)而应用广泛。但(dan)同时应(ying)该(gai)引起(qi)注意(yi)的是(shi)，影(ying)响变频调速节能效果的因素很多，如果盲目选用，很(hen)可能事与愿(yuan)违。
二、影响变频调速范围的因素
水泵调速一般(ban)是减(jian)速问题(ti)。当采用变频调速时，原来按工频状(zhuang)态设计(ji)的泵与电(dian)机的运行参(can)数均(jun)发生(sheng)了较(jiao)大的变化，另(ling)外如管(guan)路(lu)特性曲线、与调速泵并(bing)列(lie)运(yun)行的定速泵等因素，都会对调速的范围产(chan)生一定影响。超(chao)范围(wei)调速则(ze)难(nan)以实现(xian)节能的目的。因此，变频调速不可能无限制(zhi)调速。一般认(ren)为，变频调速不宜(yi)低(di)于额定转速50％，最好(hao)处于75％～100％，并应结合实际(ji)经(jing)计算(suan)确定。
1、水泵工艺特点对调速范围的影响
理论(lun)上(shang)，水泵调速高效区(qu)为通(tong)过工频高(gao)效区左(zuo)右端点的两条(tiao)相(xiang)似工况抛物(wu)线的中(zhong)间区域OA1A2。实际上，当水泵转(zhuan)速过(guo)小时，泵的效率将急(ji)剧(ju)下降，受(shou)此影响，水泵调速高效区萎(wei)缩为PA1A2（显然(ran)，若运行工况点(dian)已(yi)超出该区域，则不宜采用调速来节能了。）则CB段(duan)成(cheng)为调速运行的高效区间。为简化计算，认为C点位于曲线OA1上，因此(ci)，C点和A1点的效率在理论(lun)上(shang)是相等的。C点就(jiu)成为最小转速时水泵性能曲线高效区的左端点。
因此，最(zui)小(xiao)转速可这(zhe)样(yang)求得：
由于C点和A1点工况相似，根(gen)据比例律(lv)有：

C点在曲线H=H0+S·Q2上有

其中，HC、QC为未知(zhi)数，解(jie)方程得(de)：


根据比例律有(you)：

2、定(ding)速泵对调速范围的影响
实践(jian)中，供水系统(tong)往往是多台水泵并联(lian)供水。由于投(tou)资(zi)昂(ang)贵，不可能将所(suo)有水泵全部(bu)调速，所以一般采用调速泵、定速泵混合(he)供水。在这样的系统中，应注(zhu)意确(que)保(bao)调速泵与定速泵都能在高效段运行，并实现系统最优。此时，定速泵就对与之并列运行的调速泵的调速范围产生了较大的影响。主要分(fen)以下两种情(qing)况：
(1)同(tong)型号水泵一调一定并列运行时，虽然调度(du)灵(ling)活(huo)，但由于无法兼(jian)顾(gu)调速泵与定速泵的高效工作(zuo)段，因此，此种情况下(xia)调速运行的范围是很小的。
(2)不同型号(hao)水泵一调一定并列运行时，若能达到调速泵在额定转速时高效段右(you)端点扬程(cheng)与定速泵高效段左端(duan)点扬程相等。则可实现最大范围的调速运行。但此时调速泵与定速泵绝对不允许互(hu)换后并列运行。
3、电机效率对调速范围的影响
在工况相似(shi)的情况下，一般有N∝n3，因此随着转速的下降(jiang)，轴(zhou)功(gong)率会急剧下降，但若电机输(shu)出功率(lv)过度偏移额定功率或(huo)者(zhe)工作频率过度偏(pian)移(yi)工频，都会使电机效率下降过快，最终(zhong)都(dou)影响到(dao)整个水泵机组的效率。而且(qie)自冷电机连续低速运转时，也(ye)会因风(feng)量不足(zu)影响散(san)热，威(wei)胁电机安(an)全运行。
三、管路特性曲线对调速节能效果的影响
虽然改变水泵性能曲线是水泵节能的主(zhu)要方式，但是在不同的管路特性曲线中，调速节能效果的差别(bie)却是十分明(ming)显的。为了直观起见，这里采用图2说明。在设计工况相同的3个供水系(xi)统里（即(ji)最大设(she)计工况点均为A点，均需(xu)把流(liu)量调为QB），水泵型号相同，但管路特性曲线却(que)不相同，分别为：



很显然，若采用关阀调节，则3个(ge)系统满(man)足流量(liang)QB的工况点均为B点，对应的轴功率为NB；若(ruo)采用调速运行，则3个(ge)系统满(man)足流量(liang)QB的工况点分别为C，D，E点，其对应的运行转速分别为n1，n2，n3，相应的轴功率分别为NC，ND，NE。由于N∝Q·H，所以各点轴功率满足NB＞NC＞ND＞NE。
可(ke)见(jian)，在管路特性曲线为H=H0+S·Q2的系统中采用调速节能时，H0越小，节能效果越好。反之(zhi)，当H0大到一定程度时，受电机效率下降和调速系统本身效率的影响，采用变频调速可能不节能甚至反而增(zeng)加能源浪(lang)费。
四、两种调速供水方式节能效果比较
在供水系统中，变频调速一般采(cai)用以下2种供水方式：变频恒(heng)压变流量供(gong)水和变频变压(ya)变流量供水。其中，前者应用得更广泛，而后者技(ji)术上更(geng)为合理(li)，虽(sui)然实施(shi)难度更大，但代表(biao)着水泵变频调速节能技术(shu)的发展(zhan)方向。
1、变频恒压（变流量）供水
所谓恒压供水方式，就是针对离心(xin)泵“流量大时扬(yang)程低，流量小时扬程高”的特性，通过自控(kong)变频系统，无论流量如何变化(hua)，都使水泵运行扬程保持不变，即等于设计扬程。若采用关阀(fa)调节，当流量由Q2→Q1时，则工况点由A1变为A2，浪费扬程△H=H1-H3=△H1+△H2。若采用变频恒压供水，则自动将(jiang)转速调至n1，工况点处(chu)于B1点。由于变频调速是无级变速，可以实现流量的连续(xu)调节，所以，恒压供水工况点始(shi)终处于直线H=H2上，在控制方式上，只需在水泵出口设定一个压力(li)控制值，比较简单易行。显然，恒压供水节约(yue)了△H1，而没(mei)有考虑△H2。因此，它(ta)不是最经济的供水调节方式，尤(you)其在管路阻力大，管路特性曲线陡(dou)曲的情况下，△H2所占的比重更大，其局(ju)限(xian)性就显而易见。
变频变压（交流量）供水
变压供水方式控制原理和恒压供水相同，只(zhi)是压力设置(zhi)不同。它使水泵扬程不确定，而是沿管路特性曲线移动。当(dang)流量由Q2→Q1时，自动将转速调至(zhi)n2，工况点处于B2点。此时水泵轴功率n2小于恒压供水水泵轴功率N1。变压供水理论上避免了流量减少时扬程的浪费(fei)，显然优于恒压供水,但变压供水本质(zhi)上也是一种恒压，不过将水泵出口压力恒定变成了控制点压力恒定，它一般有2种形式：
1、由流量Q确定水泵扬程
流量计将测(ce)得的水泵流量Q反(fan)馈给(gei)控制器(qi)，控制器根据(ju)H=H0+S·Q2确定水泵扬程H，通过调速使H沿(yan)设计管路特性曲线移动。
但在生产实践中情况比较复杂。对于单条管路输水系统，是可以得到与之对应的一条管路特性曲线的。而在市(shi)政(zheng)供水管网(wang)中，则很难得到一条确定的管路特性曲线。在实践中，只能根据管网实际运行情况，通过尽(jin)时能接(jie)近(jin)实际的假(jia)设，计算出近似的管路特性曲线。
2、由最不利(li)点压力Hm确定水泵扬程
即需在管网最不利点设置压力远(yuan)传设备，并向(xiang)控制室(shi)传回(hui)信号，控制器据此使水泵按满足最不利点压力所需要的扬程运行、由于管网最不利点往往距离泵站较远，远传(chuan)信号显得不太(tai)方便(bian)，而且，在市政供水系统中，由于管网的调整(zheng)，用水状况的变化等随机因素的影响，都会使实际最不利点和设计最不利点发生一些偏差，给变压供水的实施带来困难。
五(wu)、结论 1、变频调速是一种应用广泛的水泵节能技术，但却具有较为严格的适用条件(jian)，不可能简单(dan)地(di)应用于任(ren)何(he)供水系统，具体采取何种节能措施，应结合实际情况区别对待(dai)。
2、变频调速适(shi)用于流量不稳定，变化频繁且幅度较大，经常流量明显偏小以及管路损(sun)失(shi)占(zhan)总扬程比例较大的供水系统。
3、变频调速个适用于流量较稳定，工况点单一以及静扬程占总扬程比例较大的供水系统。
4、变频变压供水优于变频恒压供水。