风机和水泵是典型的变转矩负载。它们的流量需求往往随工艺变化，采用节流调节还是调速调节，能耗差别明显。
为什么调速省电
风机水泵的流量与转速近似成正比，压力与转速的平方近似成正比，轴功率与转速的三次方近似成正比。转速降到原来的八成，轴功率大约降到五成左右。 传统的节流调节方式通过阀门或挡板消耗多余压力，轴功率下降有限。调速方式直接降低转速，功率随之大幅下降。这就是变频调速在这类设备上节能效果明显的原因。
| 调节方式 | 原理 | 能耗特点 |
|---|---|---|
| 节流调节 | 阀门消耗多余压头 | 功率下降有限 |
| 旁路调节 | 部分流量回流 | 能耗较高 |
| 调速调节 | 直接改变转速 | 功率随转速三次方下降 |
| 启停调节 | 间歇运行 | 频繁启停有冲击 |
对减速机的要求
采用调速运行后，减速机会在较宽的转速范围内工作。这带来两方面影响：一是低速运行时的润滑问题，飞溅润滑能力随转速下降；二是某些转速点可能接近结构共振频率。
| 运行状态 | 对减速机的影响 | 应对 |
|---|---|---|
| 长期低速 | 润滑不足 | 考虑强制润滑 |
| 频繁变速 | 温度波动 | 关注温度趋势 |
| 接近共振转速 | 振动放大 | 控制逻辑避开 |
| 高速运行 | 发热增加 | 复核热功率 |
调速运行下的润滑方案要在选型阶段确定。现场改造润滑系统往往受空间限制。
节能效果的估算
估算节能效果需要两个数据：改造前的运行工况与能耗，以及改造后的转速分布。有了转速分布，按三次方关系可以估算功率变化。 实际节能量还与管路特性有关。管路阻力较大的系统，调速带来的效果会更明显；管路特性平缓的系统，效果相对有限。
需要注意的问题
- 长期在很低转速下运行时，电机本身的散热也需要注意
- 变频器的谐波可能影响电机绝缘与轴承
- 长电缆敷设时通常需要加装输出电抗器
- 调速范围要与风机水泵的实际需求匹配
调速节能的前提是工艺确实需要变流量。如果设备长期在额定点运行，调速的意义有限。
