中國電機拖動系統(tǒng)消耗的電能多達全國總量的 2/3，所用電機 90%是交流異步電動機，其中風機、泵類拖動電機耗電量約占全國總量的 35%，電動機容量約有 1.5 億千瓦，拖動軋鋼機、礦井提升機、磨機、交通運輸機械、機床等生產(chǎn)設備的電動機容量約 3 億千瓦，耗電量約占全國總量的 30%.其中變負荷運行的風機、泵類達到總量的 70%左右，裝機容量近 1 億千瓦，年耗電量約 3000 億千瓦時，它們是靠閘板或閥門調(diào)節(jié)流量，以粗略適應負荷的需要，平均浪費 20%以上的電能，年達 200- 300 億元?？梢姡姍C拖動系統(tǒng)節(jié)能具有很大的空間。運用可靠的節(jié)能技術(shù)對此類設備的節(jié)能改造，將對大力推進節(jié)能減排、促進中國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護具有深遠的意義。

　　2 CB-DT系列在風機水泵類電機上應用的節(jié)能原理、技術(shù)特點和應用

　　2.1 CB-DT 系列電動機節(jié)能系統(tǒng)

　　CB-DT 系列電動機節(jié)能系統(tǒng)包括動態(tài)負荷跟蹤管理控制部分和電機拖動部分，其中動態(tài)負荷跟蹤管理控制部分包括控制計算機、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字及模擬量接口單元、保護單元以及系統(tǒng)控制軟件（定制）等；電機拖動部分為執(zhí)行機構(gòu)主要包括定子或轉(zhuǎn)子調(diào)速設備和控制保護機構(gòu)。

　　以上系統(tǒng)之間通過通信協(xié)議，可實現(xiàn)多方通信，通過對系統(tǒng)全面的參數(shù)采集，實現(xiàn)對被控系統(tǒng)運行的實時監(jiān)測、控制和管理。

　　2.2 CB-DT 系列在風機水泵類電機上應用的節(jié)能原理

　　風機、水泵是各行各業(yè)中普遍使用的設備，在實際使用過程中需要經(jīng)常調(diào)節(jié)風機、水泵的流量、壓力、溫度等。大多數(shù)風機、水泵采用傳統(tǒng)的檔板或閥門進行調(diào)節(jié)，使大量的能量消耗在檔板或閥們上。采用變頻調(diào)速技術(shù)的風機水泵節(jié)電器可以隨工藝的要求實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)，大幅度減少能耗，提高系統(tǒng)自動裝置的穩(wěn)定性和運行效率，為系統(tǒng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行提供了可靠保證，并且保證了設備的安全運行。風機及泵類設備的機械特性（以水泵為例）中各參數(shù)有以下三個關(guān)系：Q∝n； H∝n 2； P∝n 3其中：Q 流體的流量；n 電機轉(zhuǎn)速；H 揚程；P 軸功率。

　　也就是說，流量和轉(zhuǎn)速成正比，揚程（壓力）和轉(zhuǎn)速平方成正比，功率和轉(zhuǎn)速立方成正比。

　　由上面公式可見，只要改變轉(zhuǎn)速 n，流量 Q 即成比例變化，從而可達到調(diào)節(jié)流量 Q 的目的，軸功率也相應變化。如 Q‘=1/2Q，則 P’=1/8P，軸功率僅為額定值的 12.5%，此時能節(jié)電 80%以上。

　　大多數(shù)風機、泵類調(diào)節(jié)流量、壓力時，是用檔板或閥門調(diào)節(jié)，這時輸入功率變化不大，大量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門上，不僅能耗大、噪聲大，且檔板、閥門容易磨損損壞。

　　CB-DT 系列電動機節(jié)能系統(tǒng)是專為風機、泵類等流體輸送和壓力控制設備研制的專用節(jié)電器，它采用可編程控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)及閉環(huán)控制技術(shù)，將管道參數(shù)與設定參數(shù)相比較，通過 PID 運算控制變頻器的輸出頻率，從根本上消除風機、水泵設備由于選型或負荷變化普遍存在的“大馬拉小車”的動力浪費現(xiàn)象，消除了檔板節(jié)流阻力，使風機、水泵始終運行在*佳工作狀態(tài)，從而節(jié)省大量的電能。

　　2.3 CB-DT 系列風機水泵類電機節(jié)能優(yōu)勢和行業(yè)應用

　　CB-DT 系列風機水泵類電機節(jié)能取代了檔風板、閥門調(diào)節(jié)，節(jié)電率在 30%以上；采用內(nèi)置特有的節(jié)能控制曲線，比普通變頻更節(jié)能；驅(qū)動電機可以軟啟動，減少啟動沖擊電流；可以無級調(diào)整轉(zhuǎn)速，避開機械共振及運轉(zhuǎn)噪音；通過對壓力、風量、流量等進行檢測，可以形成閉環(huán)回路自動控制系統(tǒng)；泵類負載專用停機模式，防止水錘現(xiàn)象發(fā)生；具備各種保護，可以延長機械負載的使用壽命。

　　CB-DT 系列風機水泵類電機節(jié)能控制系統(tǒng)應用行業(yè)廣泛，包括冶金、煤炭、礦山、石化、電力、供水，建材、輕工等行業(yè)；同時在商場、賓館、寫字樓、城市生活小區(qū)等建筑樓宇的各種供水、供氣、通風系統(tǒng)都可應用。

　　3 CB-DT系列空壓機節(jié)電原理和技術(shù)特點

　　3.1 CB-DT 系列空壓機節(jié)電原理

　　空壓機的驅(qū)動軸上所需要的軸功率，與排氣壓力、空壓機轉(zhuǎn)速有直接的關(guān)系，也就是說，在實際運行中，由于壓縮空氣的使用隨時在變化，空壓機并不經(jīng)常在額定工況下運行，而空壓機排氣壓力的高低則直接影響到實際軸功率的大小。排氣壓力越高，所需軸功率也越大。

　　為滿足用氣量的隨時變化要求，儲氣罐內(nèi)氣體必須保持一定的壓力，目前大多數(shù)空壓機均采用切斷進行的調(diào)節(jié)方式來改變排至儲氣罐的氣量。對于空壓機氣量的供求關(guān)系表現(xiàn)為排氣壓力的變化，空壓機排氣量正好滿足生產(chǎn)用氣量要求時，儲氣壓力保持不變，若能維持這種狀態(tài)當然*佳，但實際上用氣量是隨時變化的，而且設計冗余量較大，所以空壓機排氣量都要大于用氣量，如果空壓機仍恒速運轉(zhuǎn)，則儲氣罐內(nèi)的氣體越積越多，當罐內(nèi)壓力上升達到設定壓力時，一般采用兩種辦法：一種是空壓機卸荷運行，不產(chǎn)生壓縮氣體，電動機處于空載運轉(zhuǎn)，其用電量仍為滿負載的 30%60%，這部分電能被白白浪費掉。另外一種辦法是停止空壓機運行，這樣似乎空壓機空轉(zhuǎn)或不斷放空所浪費的電能被消除了，但是若無容積較大的儲氣罐，將會帶來電動機的頻繁啟動，空壓機的啟動電流大約是額定電流的 5D7 倍，對電網(wǎng)及其它用電設備沖擊較大，同時也會使空壓機的使用壽命縮短。

　　采用 CB-DT 節(jié)能控制系統(tǒng)，空壓機可以在保證生產(chǎn)所需要的*低壓力下運行，電機輸入功率大大下降，輔以壓力閉環(huán)控制，實現(xiàn)空壓機的供氣壓力與轉(zhuǎn)速的動態(tài)匹配，減少了電機的實際輸入功率，達到節(jié)能目的。即電機的轉(zhuǎn)速由供氣壓力來控制，壓縮機需要多大的功率，電機就輸出多大的功率，而不必做無用功，從而取得良好的節(jié)能效果，另一方面是空壓機停止了空轉(zhuǎn)，電機不存在輕載運行，這部分能量很可觀。

　　在節(jié)能的同時，也促使供氣壓力穩(wěn)定。通過壓力調(diào)節(jié)器，可使空壓機保持在設定的壓力值下工作，壓力穩(wěn)定可靠性高，而且壓力可以無級設定，隨時可調(diào)。電機實現(xiàn)軟啟動，壓縮機的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長。空壓機排氣量由空壓機的轉(zhuǎn)速來控制，氣缸內(nèi)閥片不再反復地開啟和關(guān)閉，閥座、彈簧等工作條件大大改善，避免了高溫、高壓氣體急劇的流動與沖擊，維修工作量減少。

　　3.2 CB-DT 系列空壓機節(jié)電技術(shù)特點

　　CB-DT 系列空壓機節(jié)電控制系統(tǒng)的節(jié)能具有以下技術(shù)特點：節(jié)電率可達 20%以上；實現(xiàn)軟啟動，對電網(wǎng)無沖擊，降低對變壓器容量要求；功率因數(shù)提高，減少無功損耗，增加電網(wǎng)的有功功率；供氣壓力穩(wěn)定，可靠性高；壓縮機的使用壽命及檢修周期都將大大延長。

　　空壓機排氣量由空壓機的轉(zhuǎn)速來控制，氣缸內(nèi)閥片不再反復地開啟和關(guān)閉，閥座、彈簧等工作條件大大改善，避免了高溫、高壓氣體急劇的流動與沖擊，維修工作量減少。

　　安裝調(diào)試方便；設置故障報警及自動切換，提高了系統(tǒng)的安全性。

　　4 CB-DT系列中央空調(diào)節(jié)能及智能模糊控制技術(shù)原理、系統(tǒng)和技術(shù)特點

　　4.1 CB-DT 系列中央空調(diào)節(jié)能原理

　　對于中央空調(diào)來說，按照國家標準，系統(tǒng)的*大負載能力是按照氣溫*高，負荷*大的工作環(huán)境來設計的，就系統(tǒng)本身來說，存在著很大的儲備空間，而實際上系統(tǒng)又很少在這些極限條件下工作。

　　根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，中央空調(diào)設備 97%的時間在70%負荷以下波動運行，所以實際負荷總不能達到滿負荷；特別是冷氣需求量較少的情況下，主機負荷量低。

　　為了保證有較好的運行狀態(tài)和較高的運行效率，主機能在一定范圍內(nèi)根據(jù)負載的變化合理的加載和卸載，但與之相配套的冷卻水泵和冷凍水泵一直在高負荷狀態(tài)下運行，提高中央空調(diào)冷卻水、冷凍水系統(tǒng)運行效率，降低設備的工作時間，所以，進行中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)改造是完全必要的。中央空調(diào)智能模糊控制系統(tǒng)采用先進的計算機技術(shù)、模糊控制技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)了中央空調(diào)冷媒流量系統(tǒng)運行的智能模糊控制 ， 科學地解決了中央空調(diào)能量供應按末端負荷需要提供，在保障空調(diào)效果舒適性的前提下，*大限度地減少了空調(diào)系統(tǒng)的能源浪費，達到了*佳節(jié)能的目的。

　　4.2 智能模糊控制技術(shù)的應用

　　智能模糊控制系統(tǒng)不僅對中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔風機等各個環(huán)節(jié)進行全面控制，而且采用系統(tǒng)集成技術(shù)將各個控制系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上互連在一起，實現(xiàn)它們之間的信息綜合、資源共享，在一個計算機平臺（模糊控制器）上進行集中控制和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)中央空調(diào)全系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)運行和綜合性能優(yōu)化。其中冷凍水系統(tǒng)采用*佳輸出能量控制，冷卻水及冷卻塔風機系統(tǒng)采用*佳轉(zhuǎn)換效率控制，確保整個系統(tǒng)運行的舒適性和可靠性。

　　4.3 CB-DT 系列中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)特點

　　1）具有可靠的安全保護

　　通過全面的運行參數(shù)采集，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作狀態(tài)的全面監(jiān)控，并設置了冷凍水、冷卻水的低限流量保護和低溫保護，有效地保障了冷凍水和冷卻水系統(tǒng)在變流量工況下空調(diào)主機蒸發(fā)器和冷凝器的安全穩(wěn)定運行。

　　2）實現(xiàn)動態(tài)負荷跟隨，保障了末端的服務質(zhì)量

　　系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)中央空調(diào)冷媒系統(tǒng)的運行方式（定流量模式或冷源側(cè)定流量而負荷側(cè)變流量模式），實現(xiàn)*佳輸出能量控制，即空調(diào)主機冷媒流量自動跟隨末端負荷需求而同步變化（即變流量），因此，在空調(diào)系統(tǒng)的任何負荷狀況（滿負荷或部分負荷）下，都能既保障中央空調(diào)系統(tǒng)末端的服務質(zhì)量（舒適性），又實現(xiàn)*大的節(jié)能。

　　3）具有自尋優(yōu)、自適應的智能模糊控制

　　對于中央空調(diào)這樣多參量相互影響的復雜系統(tǒng)，要實現(xiàn)冷凍水和冷卻水系統(tǒng)全部變流量運行，只有充分利用當代*新科技成果，采用具有智能控制功能、能進行類似人腦的知識處理和推理的先進的控制技術(shù)，才有可能成功。因此系統(tǒng)采用了模糊控制技術(shù)，使系統(tǒng)具有自學習、自尋優(yōu)和自適應的優(yōu)化控制功能，實現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)各種負荷條件下的*大節(jié)能，使空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能達到 30%～50%.

　　4）優(yōu)化了空調(diào)主機運行環(huán)境

　　系統(tǒng)全面采集中央空調(diào)的各種運行參量，再利用先進的模糊控制技術(shù)對這些相互關(guān)聯(lián)、相互影響的運行參量進行動態(tài)優(yōu)化控制，以滿足中央空調(diào)系統(tǒng)非線性和時變性的要求，使空調(diào)主機始終運行在*佳工況，以保持*高的熱轉(zhuǎn)換效率，從而減少主機的能耗 5%-10%使用了 CB-DT 全數(shù)字多變量節(jié)能系統(tǒng)，使壓縮機效率處于*高的區(qū)域運行，保證了空調(diào)主機的運行效率得到大幅度的提高，主機的負載率有效下降，避免由于水系統(tǒng)不合理而造成的高能耗和壓縮機喘震現(xiàn)象，使空調(diào)主機的壽命得到延長。對冷凍和冷卻水泵而言，由于水泵大多數(shù)的時間都運行在額定轉(zhuǎn)速以下，使得水泵的機械部件的磨損如電機軸承的機械磨擦減少，機械部件的使用壽命大大延長，從而也使得中央空調(diào)機組設備的維護周期延長，設備的維護費用成倍減少，綜合經(jīng)濟效益大幅提高。

　　5結(jié)論

　　中際 CB-DT 系列電動機節(jié)能系統(tǒng)在實際運行中可靠、穩(wěn)定，具有很好的節(jié)能效果和推廣價值。

　　該系統(tǒng)在丹江口鋁業(yè)有限責任公司、廣東華興玻璃廠、北京王府井百貨大樓、深圳財政局等多個工廠和建筑樓宇的節(jié)能項目中得到應用并取得預期的節(jié)能效果。