通风机用电动机采用变频与液力偶合器调速装置的比较

分类：技术教程日期：2007-07-20 00:00:00

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

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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