變頻調(diào)速應(yīng)用于鍋爐系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)和水泵等電機(jī)的自動(dòng)控制中，其節(jié)能效果明顯。本節(jié)將以風(fēng)機(jī)節(jié)能為例，詳細(xì)分析其節(jié)能效果。水泵的節(jié)能分析類似，限于篇幅，不再贅述。 由流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速。與流量q,壓力h以及軸功率p具有如下關(guān)系：q∝n, h∝n2, p∝n3;即流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
圖1給出了風(fēng)機(jī)中風(fēng)門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速二種控制方式下風(fēng)路的壓力-風(fēng)量（h-q）關(guān)系及功率一風(fēng)量（p一q）關(guān)系。其中，曲線1是風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的h-q曲線，曲線2是風(fēng)機(jī)在某一較低速度下的h-q曲線，曲線3是風(fēng)門開度最大時(shí)的h-q曲線，曲線4是風(fēng)機(jī)在某一較小開度下的h-q曲線?？梢钥闯?，當(dāng)實(shí)際工況風(fēng)量由qi下降到qz時(shí)，如果在風(fēng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件調(diào)節(jié)風(fēng)門開度，則工況點(diǎn)沿曲線1由a點(diǎn)移到b點(diǎn)；如果在風(fēng)門開度最大的條件下用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，則工況點(diǎn)沿曲線3由a點(diǎn)移到c點(diǎn)。顯然，b點(diǎn)與c點(diǎn)的風(fēng)量相同，但c點(diǎn)的壓力要比b點(diǎn)壓力小得多。因此，風(fēng)機(jī)在變頻調(diào)速運(yùn)行方式下，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可大大降低，節(jié)能效果明顯。
曲線5為變頻控制方式下的p-q曲線，曲線6為風(fēng)門調(diào)節(jié)方式下的p-q曲線?？梢钥闯?，在相同的風(fēng)量下，變頻控制方式比風(fēng)門調(diào)節(jié)方式能耗更小，二者之差可由下述經(jīng)驗(yàn)公式[}n]表示： δp=[0.4+0.6q/qe-（q/qe）3]pe
其中q為風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)實(shí)際風(fēng)量；
qe為風(fēng)門開度為最大，且電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的風(fēng)量；
pe為風(fēng)門開度為最大，且電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的功率。
假設(shè)有一臺(tái)10t/h的熱水鍋爐：
引風(fēng)機(jī)：55kw,鼓風(fēng)機(jī)：22kw,共77kw
則由變頻調(diào)節(jié)與風(fēng)門調(diào)節(jié)相比較可知：
80%風(fēng)量時(shí)每小時(shí)節(jié)能
δp=[0.4+0.6q /qe-（q/qe）3]pe=28.336kw
60%風(fēng)量時(shí)每小時(shí)節(jié)能
δp=[0.4+0.6q /qe-（q/qe）3]pe = 41.888kw
如果按全年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算，其中80%風(fēng)量運(yùn)行5000小時(shí)；60%風(fēng)量運(yùn)行2000小時(shí)，則全年節(jié)能
5000 x 28.336+2000 x 41.888=225456 kw·h
由此可見，其節(jié)能效果非常顯著。 目前，變頻調(diào)速技術(shù)己逐漸為許多企業(yè)所認(rèn)識和接受，隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，它必將得到更加廣泛的應(yīng)用，也必將為認(rèn)識和接受它的企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)水泵上應(yīng)用節(jié)能原理
理論上風(fēng)機(jī)風(fēng)量（q），風(fēng)壓（h）與電機(jī)轉(zhuǎn)速（n），電機(jī)的功率（p）成以下關(guān)系：
q1/q2=n1/n2;h1/h2=（n1/n2）2,p1/p2=（n1/n2）3
當(dāng)風(fēng)量減少電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，其電機(jī)輸入功率迅速降低。如風(fēng)量下降到80%,電機(jī)轉(zhuǎn)速也下降到80%,其電機(jī)的軸功率則下降到額定功率的51%;若風(fēng)量下降到50%,則電機(jī)軸功率則為實(shí)際功率的14%左右。因此節(jié)電潛力是很大的。這個(gè)道理同樣適合于供水的循環(huán)水泵。因此對風(fēng)量流量調(diào)節(jié)范圍很大的風(fēng)機(jī)水泵，采用調(diào)速控制取代風(fēng)門，閥門調(diào)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。
速度控制的方法很多，其中變頻調(diào)速近些年來越來越廣泛的在該領(lǐng)域得到應(yīng)用：①效率高，沒有因調(diào)速帶來的附加轉(zhuǎn)差損耗；②調(diào)速范圍大，精度高，無級調(diào)速；③帶多種模擬量輸入輸出控制接口，容易實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制；④由于采用v/f模式，特別適合于普通的鼠籠式電機(jī)配套使用，因此用此方法對舊設(shè)備改造，既保持了原電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，可靠耐用，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到節(jié)能顯著的效果，是風(fēng)機(jī)水泵交流調(diào)速節(jié)電的較理想方法。