通风机用电动机采用变频与液力偶合器调速装置的比较
在冶金、化工、矿山和发电等行业，大量地使用离心式通风机。为克服起动过程中电动机易过载损坏，以及满足运行时的调速要求，通常在整个风机系统中，配备新型的变频器或传统的液力偶合器调速装置来满足实际要求。本文拟将这两种调速装置的性能及经济运行情况进行比较。
1. 两种调速装置性比较
变频器作为一种高效起动及调速方式，它通过改变电机定子的频率与电压来实现起动与调速，具有调整范围大、调速比可达20:1，起动及制动性能好，自动平滑加减速及快速制动保护性能完善，且能实现故障判断显示，易于在电子计算机系统中使用。此外，还具备精度高、效率高、节能效果好、特性硬等优点。
液力偶合器作为低效无级起动及调速方式，它联结在恒速电机与被驱动机组间，通过调节液力偶合器内的油压，来改变液力偶合器的转差以实现起动与调速，具有调速范围大、调速平稳，无谐波污染，装置结构及控制线路简单，运行可靠、维护方便，可做成大容量等许多优点。另外，除轴承外，偶合器无磨损件，但在运行中，存在附加滑差损耗、耗能大（最高达14.8%）的缺点。两种调速装置性能比较见表1。
表1
由表1可知，变频器的优势是显而易见的。然而，配备变频器有投资较大，回收期较长，技术复杂，维护检修水平要求高等不利因素，阻碍了变频器推广使用。
2. 两种调速装置的经济运行分析比较
根据流体力学理论，风机在理想状态下，轴功率与转速的三次方成正比，当风机运转速度降低后，其轴功率随转速的三次方下降，驱动电动机所需的功率也相应减小，从而取得明显的节电效果。风机转速与流量，压力和轴功率及节电率的关系见表2。
表2
1. 两种调速装置性比较
变频器作为一种高效起动及调速方式，它通过改变电机定子的频率与电压来实现起动与调速，具有调整范围大、调速比可达20:1，起动及制动性能好，自动平滑加减速及快速制动保护性能完善，且能实现故障判断显示，易于在电子计算机系统中使用。此外，还具备精度高、效率高、节能效果好、特性硬等优点。
液力偶合器作为低效无级起动及调速方式，它联结在恒速电机与被驱动机组间，通过调节液力偶合器内的油压，来改变液力偶合器的转差以实现起动与调速，具有调速范围大、调速平稳，无谐波污染，装置结构及控制线路简单，运行可靠、维护方便，可做成大容量等许多优点。另外，除轴承外，偶合器无磨损件，但在运行中，存在附加滑差损耗、耗能大（最高达14.8%）的缺点。两种调速装置性能比较见表1。
表1
|
调速装置 |
变频器 |
液力偶合器 | |
|
调速原理 |
改变频率 |
改变偶合器转差 | |
|
可靠性 |
取决于元器件质量 |
高 | |
|
调速精度 |
高 |
低 | |
|
响应速度 |
快 |
慢 | |
|
维护 |
技术要求高 |
技术要求较高易漏油 | |
|
对电网干扰 |
有 |
无 | |
|
价格 |
较高 |
较低 | |
|
功率因数 |
高（0.9 ~ 0.95） |
较高（0.8 ~ 0.85） | |
|
节能 |
中低速 |
20% ~ 40% |
20% ~ 30% |
|
效果 |
低速 |
较好 |
较差 |
|
投资回收期 |
1 ~ 2年 |
不到一年 | |
由表1可知，变频器的优势是显而易见的。然而，配备变频器有投资较大，回收期较长，技术复杂，维护检修水平要求高等不利因素，阻碍了变频器推广使用。
2. 两种调速装置的经济运行分析比较
根据流体力学理论，风机在理想状态下，轴功率与转速的三次方成正比，当风机运转速度降低后，其轴功率随转速的三次方下降，驱动电动机所需的功率也相应减小，从而取得明显的节电效果。风机转速与流量，压力和轴功率及节电率的关系见表2。
表2
|
转速/% |
流量/% |
压力/% |
轴功率% |
节电率% |
备注 |
|
100 |
100 |
100 |
100 |
0 |
由于转速下降会 |
|
90 |
90 |
81 |
72.9 |
17.1 |
引起风机系统效 |
|
80 |
80 |
64 |
51.2 |
48.8 |
率下降，加上调速 |
|
70 |
70 |
49 |
34.4 |
65.7 |
装置效率影响， |
|
60 |
60 |
36 |
21.6 |
78.4 |
实际节电率小于 |
|
50 |
50 |
25 |
12.5 |
87.5 |
表中所列数值。 |
由于液力偶合器是通过液压技术进行调速，根据能量守恒定理，液压油传递的机械能，在液力偶合器输出转速低时，转换成了热能，而且电动机的转速是恒定的，所以，节能效果相对来说要差许多，即选用变频器是最佳方案，节电率的大小，随调速方式的不同而不同，一般可达20% ~ 30%。
从以上分析比较可知，变频器调整装置具有许多优点，随着变频器价格的下调，传统的液力偶合调整将被变频器取代。
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