异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率f来改变同步转速而实现调速的,在调速中从高速到低速都可以保持较小的转差率,因而消耗转差功率小、效率高,是异步电动机最为合理的调速方法。
由公式n=60f/p(1-s)可以看出,若均匀地改变供电频率f,即可平滑地改变电动机的运行转速n。异步电动机变频调速具有调速范围宽、平滑性较高、机械特性较硬的优点,目前,变频调速已成为异步电动机最主要的调速方式,在很多领域都获得了广泛的应用。
对离心式风机而言,流体力学有以下原理:输出风量Q与转速n成正比;输出压力H与转速n的平方成正比;输出轴功率P与转速n的立方成正比。即:Q1/Q2=n1/n2;H1/H2=(n1/n2)2;P1/P2=(n1/n2)3。
当风机风量需要改变时,如调节风门的开度,则会使大量电能白白消耗在阀门及管路系统阻力上。如采用变频调速调节风量,可使轴功率随流量的减小大幅度下降。变频调速时,当风机低于额定转速时,理论节电为:
E=(1-(n′/n)3)×P×T
式中:n是额定转速,n′是实际转速,P是额定转速时电机功率,T是工作时间。
可见,通过变频对风机进行改造,不但节能,而且可大大提高设备的运行性能。以上公式为变频节能提供了理论依据。