目前在交流電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域應(yīng)用比較多的液力耦合器調(diào)速和變頻調(diào)速，現(xiàn)對(duì)兩種調(diào)速方式作一下比較，從中可以看出各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

液力耦合器是液力傳動(dòng)元件，是利用液體的動(dòng)能來傳遞功率的一種動(dòng)力式液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于離心泵和渦輪泵的組合。將它安裝在異步電機(jī)和負(fù)載之間來傳遞轉(zhuǎn)矩，可以在電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，無級(jí)調(diào)節(jié)負(fù)載的轉(zhuǎn)速。液力耦合器是一種轉(zhuǎn)差損耗的低效調(diào)速設(shè)備。在高壓變頻技術(shù)尚未成熟，尚未在工業(yè)中投入應(yīng)用之前，液力耦合器在風(fēng)機(jī)水泵等調(diào)速節(jié)能方面曾有過較多的應(yīng)用，發(fā)揮過其應(yīng)有的作用。隨著高壓變頻調(diào)速技術(shù)的成熟和應(yīng)用推廣，液力耦合器將逐步推出市場。雖然液力耦合器存在一些固有的缺點(diǎn)，但依然以其價(jià)格的優(yōu)勢與高壓變頻器爭奪市場。

現(xiàn)對(duì)高壓變頻器和液力耦合器的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作一比較。從中我們可以看出各自的優(yōu)劣。

1、調(diào)速范圍

高壓變頻器的調(diào)速范圍寬，液力耦合器的調(diào)速范圍窄。

2、調(diào)速精度

高壓變頻器的調(diào)速精度達(dá)到0.1HZ（Zinvert可達(dá)到0.01HZ）而且穩(wěn)定性高，這是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。調(diào)速精度高，穩(wěn)定性好意味著所傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)水泵的壓力和流量（風(fēng)量）穩(wěn)定，這對(duì)于穩(wěn)定生產(chǎn)工藝過程是非常重要的。比如火力發(fā)電廠的輔機(jī)（引風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)，給水泵等）都需要保持壓力的恒定。高壓變頻器就可以滿足這個(gè)要求。而液力耦合器的調(diào)速精度是比較差的，轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，使水泵的壓力波動(dòng)大，給發(fā)電機(jī)生產(chǎn)帶來了不利的影響，難以保證穩(wěn)定運(yùn)行。

3、效率

高壓變頻器效率高，無轉(zhuǎn)差損耗，其效率達(dá)到0.95以上，而且不隨調(diào)速的范圍而變化。液力耦合器調(diào)速效率低，其效率與調(diào)速成正比關(guān)系，負(fù)載的轉(zhuǎn)速越低，其效率越低。

電動(dòng)機(jī)本身功率損耗除外，無論是變頻調(diào)速還是液力偶合器調(diào)速，均存在額外的功率損耗，液力偶合器從電動(dòng)機(jī)輸出軸取得機(jī)械能，通過液力變速后送入負(fù)載，其效率不可能為1；變頻器從電網(wǎng)取的電能，通過逆變后送入電動(dòng)機(jī)電樞，其效率也不可能是1。而且在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，兩種方式的效率曲線也不一樣。

兩種調(diào)速方式效率曲線為典型的液力偶合器和變頻器的效率－轉(zhuǎn)速曲線，隨著輸出轉(zhuǎn)速的降低，液力偶合器的效率基本上正比降低（例如：額定轉(zhuǎn)速時(shí)效率0.95，75%轉(zhuǎn)速時(shí)效率約0.72，20%轉(zhuǎn)速時(shí)效率約0.19），而變頻器在輸出轉(zhuǎn)速下降時(shí)效率仍然較高（例如：額定轉(zhuǎn)速時(shí)效率0.97，75%以上轉(zhuǎn)速時(shí)效率大于0.95，20%以上轉(zhuǎn)速時(shí)效率大于0.9）。從曲線數(shù)據(jù)看，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速降低時(shí)，液力偶合器的效率比變頻調(diào)速的效率下降快得多，因此變頻調(diào)速的低速特性比液力耦合器要好。當(dāng)然，有一點(diǎn)我們應(yīng)該看到，就是用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載時(shí)，由于其軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，雖然液力偶合器效率正比下降，但電動(dòng)機(jī)綜合軸功率還是隨著轉(zhuǎn)速的下降成二次方比例下降，因此也能起到節(jié)能作用。

我們還應(yīng)注意到，液力耦合器屬于轉(zhuǎn)差損耗型調(diào)速，是低效調(diào)速型設(shè)備，在調(diào)速的過程中，轉(zhuǎn)差功率以熱能的形式消耗在油中，這不僅消耗了能量，而且使液力耦合器油溫升高，為此必須采取妥善的冷卻方式，特別是在環(huán)境溫度較高的場合應(yīng)用，對(duì)冷卻的要求更高。某些發(fā)電廠給水泵的液力耦合器在夏季不得不采取沖水冷卻等措施，液力耦合器即使如此有時(shí)還是會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而影響到安全運(yùn)行，因而不得不停機(jī)。

4、額定轉(zhuǎn)差率

高壓變頻器沒有轉(zhuǎn)差率問題，負(fù)載與電動(dòng)機(jī)同軸，負(fù)載轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)速一致。電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，則負(fù)載可達(dá)到額定壓力和流量（風(fēng)量）在電機(jī)結(jié)構(gòu)允許的條件下還可以超過額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。液力耦合器由于是柔性連接，存在固定的轉(zhuǎn)差率，液力耦合器的轉(zhuǎn)差率≥3％，所以負(fù)載的轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，最高只能達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速的97％，壓力最高只能達(dá)到額定壓力的94％，而風(fēng)量（流量）最高只能達(dá)到額定值的91％左右。

5、啟動(dòng)性能

高壓變頻器具有真正意義上的軟啟動(dòng)功能，它可以使啟動(dòng)直流值保持在額定電流以內(nèi)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，也不會(huì)對(duì)所傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)，泵類負(fù)載帶來沖擊，是最理想的軟啟動(dòng)設(shè)備。液力耦合器屬于直接啟動(dòng)類型，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流約為額定電流的4－7倍，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，特別是電網(wǎng)容量受限而電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，這種直接啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)容量造成的沖擊有時(shí)是不允許的。

6、可靠性

可靠性是用戶最為關(guān)心的，也是最主要的指標(biāo)之一。液力偶合器機(jī)械結(jié)構(gòu)和管路系統(tǒng)復(fù)雜，長期運(yùn)行經(jīng)常出現(xiàn)漏油和打壞齒輪的現(xiàn)象，因此系統(tǒng)維護(hù)工作量增大，如果出現(xiàn)故障，必須停機(jī)檢修。高壓變頻裝置電子線路比較復(fù)雜，但目前技術(shù)已趨成熟，尤其是單元串聯(lián)多電平方式的高壓變頻裝置具有單元自動(dòng)切換和冗余運(yùn)行特性，在單元故障時(shí)可不停機(jī)連續(xù)運(yùn)行，可靠性得以保證，而且檢修維護(hù)相當(dāng)容易，只需定期更換進(jìn)風(fēng)濾網(wǎng)即可。

7、故障情況下對(duì)生產(chǎn)的影響

在調(diào)速設(shè)備發(fā)生故障的情況下對(duì)生產(chǎn)有什么影響，液力耦合器也是用戶比較關(guān)心的一個(gè)問題。當(dāng)變頻器發(fā)生故障的時(shí)候，可以通過與工頻旁路的切換使負(fù)載接工頻運(yùn)行，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。而液力耦合器是接在負(fù)載和電機(jī)之間，一旦發(fā)生故障，生產(chǎn)就得停頓。

8、設(shè)備的利用率

高壓變頻器可以一機(jī)多用，可以通過開關(guān)切換設(shè)備用一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)高壓電機(jī)的運(yùn)行。而液力耦合器只能供給一臺(tái)負(fù)載使用。

9、功率因數(shù)問題

高壓變頻器由于采用二極管整流，可以保證電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)在95％以上。而液力耦合器其電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)是比較低的，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)和電機(jī)的裕量都比較 大，輸入電流中的無功分量也比較大，使得其在低功率因數(shù)情況下運(yùn)行。

10、價(jià)格與占地面積

高壓變頻器的價(jià)格比較貴，而液力耦合器的價(jià)格比較便宜，這也是液力耦合器與高壓變頻器相比不多的優(yōu)勢之一。高壓變頻器的占地面積比較大，它包括變頻器本身和與其配套的一些設(shè)備；液力耦合器的占地面積比較小，但必須安裝在電動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間，必須同軸，還應(yīng)作基礎(chǔ)固定。

以上對(duì)幾種調(diào)節(jié)方式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)作了一些比較，現(xiàn)在看一下它們各自的節(jié)能效果。

電機(jī)為配套200MW發(fā)電機(jī)組的引風(fēng)機(jī)。該異步電機(jī)額定值為1250KW，6KV、142A、額定效率95％、額定轉(zhuǎn)速742RPM、額定功率因素0.85。

縱坐標(biāo)表示三種調(diào)節(jié)方式在不同發(fā)電機(jī)負(fù)荷下的輸入電流。從中可以看出變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能效果是最為顯著的。

通過上述對(duì)擋板，液力耦合器，高壓變頻器在風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行應(yīng)用中的比較。我們可以得出以下結(jié)論：

高壓變頻器技術(shù)先進(jìn)，性能優(yōu)越，節(jié)能顯著，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)高于擋板控制和液力耦合器，它不僅是風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行的發(fā)展方向，而且也是符合國家政策規(guī)定，是應(yīng)該大力推廣的先進(jìn)技術(shù)。

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