摘要：文章阐述了电机调速系统在节能技术中的应用。将电机变频调速系统应用于供热系统的补水调节上，有效地控制了热网补水量，既降低了损耗，又提高了自动化控制水平。此外文章还介绍了串极调速系统的功能、原理以及在生产实际应用中的优、缺点。
关键词：调速系统；电机调速；节能降耗；节能技术；技术进步
近年来，节约能源这一工作在工业生产企业中越来越得到重视和发展，在发电厂中风机和泵的用电量占厂用电量的65％左右，其中循环水泵、灰渣泵、引风机、送风机、排粉机等更是用电大设备，对这些设备进行调速性能改造，将大大降低能源消耗，降低厂用电率，节约生产成本。下面就以风机、水泵为例谈两点电机调速节能技术及特点：
一、风机的性能及调速节电原理
(一)风机的性能
一般的风机的风量O，压力H，轴功率P与运行转速n之间有下列关系Q∝n，H∝n2，P∝n3
(二)风机风量的调节方法
风机风量调节方法主要有两种：一是调节挡板，以改变系统的阻力特性；二是改变电机转速，以改变风机运行特性。虽然这两种方法均可达到调节风量的目的，但经济效果有很大差别。挡板控制法成本低。而且简便，但是功率损耗比调速控制大的多；转速调节通过控制电机的转速调节风量与挡板控制相比可节约大量的电能。
(三)风机调速运行节能原理
风量与转速成正比，而功率与转速的立方成正比。目前，风机多采用不调速的鼠笼式电机拖动，当风量需要改变时，采用改变挡板开度进行控制，使大量的电能消耗在挡板及风道的阻力上。采用转速调节，减少风量时。其轴功率近似按流量的立方将大大下降，从而达到节电的目的。
(四)调速风机、水泵电力拖动系统
调速型电力拖动系统在工业上得到了广泛的应用，交流和直流电力拖动系统各自发挥不同的作用。直流调速装置具有调速性能好、调速范围大等优点，但它采用了结构复杂的直流电动机，它有整流子和电刷，这就影响了直流调速在风机、水泵中的应用。交流调速装置采用了结构简单、工作可靠的交流电动机，应用工频交流电源，因此得到广泛应用，尤其是风机和水泵负载具有M∝n2和P∝n3的关系，且所调速范围不大，调速精度也不需要很高，将成为风机和水泵应用最多的一种电力拖动形式。
二、交流异步电动机调速的分类和特点
(一)分类
按调速原理n=60f/p(1-S)可分为变频、变极、变转差率三种方式；按适用于电机类型，分别适用于鼠笼型和绕线型。
(二)特点
在电机调速时，基本要保持额定转差率，无转差功率损失，如变频调速；或将转差损失反馈至电网，如串极调速。
三、变频调速和串极调速的性能及特点
(一)变频调速
随着电子技术、计算机技术、自动控制系统等大功率输出技术的迅速发展，交流调速取代直流调速，计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、提高经济效益、降低生产成本推动技术进步的一种技术手段。变频调速以其优良的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，得到广泛应用。发电厂是消耗能源的大户，如：水、煤、油(气)、电等，目前电厂节约能源的潜力还很大。以我厂为例，在节能工作中对水、煤、油、电的消耗都制定了相应的技术措施和管理措施，都已收到了明显的效果和可观的经济效益。就供电煤耗这一项指标而言，与很多因素有关。降低供电煤耗，在提高机组效率、锅炉效率、管道效率的同时还需降低厂用电率。由于供电煤耗受厂用电的影响，因此，耗电量较大设备的效率和运行方式对煤耗产生一定影响，如：给水泵、引风机、送风机、磨煤机、循环水泵、给煤机等设备。降低厂用电，除合理安排设备的运行方式外，就是从改造设备上入手。
2003年我厂热电联产技改项目3×12MW凝汽式机组冬季改为低真空供热，热网运行时需大量补水；补水系统安装两台补水泵，降低厂用电就从这两台补水泵作试验，将其控制系统改为使用变频调速控制系统。在2006年第一个供暖期结束后，对其进行了改造。
1.系统构成。该系统由变频调速自动控制柜、补水泵、流量传感器等构成，如图1所示，控制结构图如图2所示。
2.功能及原理。
(1)功能：1)通过改变电源的频率而改变电动机的转速。从而达到改变泵的出力来调整控制热网补水量，既降低了损耗又提高了自动化控制水平；2)由于节流量小，在热网补水量小的时候，泵的转速随之下降，减小了轴承的磨损、发热，从而减少了维修量，也降低了成本；3)当一台泵出力不够时，可自动启动另一台泵，当一台泵发生故障时，能自动切换另一台泵，即有几种组合运行方式来保证系统的正常运行；4)因其内部设置了智能传感器，使热网补水流量能够控制在50-60T/H范围内，热网供水、回水流量能达到要求值并稳定运行。
(2)原理：交流调速的基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压，再由逆变器转换为频率、电压可调的交流，作为交流电机的驱动电源，使电动机获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效节能调速方式。
3.技术应用。通过以上对热网补水泵变频调速技术的分析，变频调速的典型应用是各种机械设备的调速，以节能为目的的调速控制。在节能工作技术改进中应以风机、泵类设备的调速控制为重点，将以前以电机的定速运转用挡板、阀门调节流量的方法，改用根据所需流量调节转速，就可以获得较好的节电效果。
4.经济性。2008年供暖期前三个月(10、11、12月)与2007年供暖期前三个月(10、11、12月)相比较见下表：
三个月的供热量平均值为275236GJ，三个月节电P=275236×(7.33-7.102)=7156.13kwh。
资料表明：根据调节设备负荷变化情况，把用阀门调节流量的方法，改用根据所需的流量调节转速，一般可以节电30％～50％左右。变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施，节电率一般在10％～30％，有的高达40％，更重要的是生产中一些技术难点也得到了解决。
5.发展状况。变频调速技术已广泛应用于电动机的调速传动中，随着技术的进步和制造工艺的提高，高电压、大电流变频调速器生产技术将逐渐趋于成熟并应用于各个领域。
交流变频调速技术是强、弱电的混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换(整流逆变)，又要处理信息的采集、变换和传输，因此它的共性技术问题将分成功率和控制两个部分，应主要解决高压大电流有关技术问题和新型电力、电子器件的应用技术问题，还要解决软、硬件技术开发问题。