通風機用電動機采用變頻與液力偶合器調速裝置的比較

分類：技術教程日期：2007-07-20 00:00:00

在冶金、化工、礦山和發電等行業，大量地使用離心式通風機。為克服起動過程中電動機易過載損壞，以及滿足運行時的調速要求，通常在整個風機系統中，配備新型的變頻器或傳統的液力偶合器調速裝置來滿足實際要求。本文擬將這兩種調速裝置的性能及經濟運行情況進行比較。
1. 兩種調速裝置性比較
變頻器作為一種高效起動及調速方式，它通過改變電機定子的頻率與電壓來實現起動與調速，具有調整范圍大、調速比可達20:1，起動及制動性能好，自動平滑加減速及快速制動保護性能完善，且能實現故障判斷顯示，易于在電子計算機系統中使用。此外，還具備精度高、效率高、節能效果好、特性硬等優點。
液力偶合器作為低效無級起動及調速方式，它聯結在恒速電機與被驅動機組間，通過調節液力偶合器內的油壓，來改變液力偶合器的轉差以實現起動與調速，具有調速范圍大、調速平穩，無諧波污染，裝置結構及控制線路簡單，運行可靠、維護方便，可做成大容量等許多優點。另外，除軸承外，偶合器無磨損件，但在運行中，存在附加滑差損耗、耗能大（最高達14.8%）的缺點。兩種調速裝置性能比較見表1。
表1

調速裝置		變頻器	液力偶合器
調速原理		改變頻率	改變偶合器轉差
可靠性		取決于元器件質量	高
調速精度		高	低
響應速度		快	慢
維護		技術要求高	技術要求較高易漏油
對電網干擾		有	無
價格		較高	較低
功率因數		高（0.9 ~ 0.95）	較高（0.8 ~ 0.85）
節能	中低速	20% ~ 40%	20% ~ 30%
效果	低速	較好	較差
投資回收期		1 ~ 2年	不到一年

由表1可知，變頻器的優勢是顯而易見的。然而，配備變頻器有投資較大，回收期較長，技術復雜，維護檢修水平要求高等不利因素，阻礙了變頻器推廣使用。
2. 兩種調速裝置的經濟運行分析比較
根據流體力學理論，風機在理想狀態下，軸功率與轉速的三次方成正比，當風機運轉速度降低后，其軸功率隨轉速的三次方下降，驅動電動機所需的功率也相應減小，從而取得明顯的節電效果。風機轉速與流量，壓力和軸功率及節電率的關系見表2。
表2

轉速/%	流量/%	壓力/%	軸功率%	節電率%	備注
100	100	100	100	0	由于轉速下降會
90	90	81	72.9	17.1	引起風機系統效
80	80	64	51.2	48.8	率下降，加上調速
70	70	49	34.4	65.7	裝置效率影響，
60	60	36	21.6	78.4	實際節電率小于
50	50	25	12.5	87.5	表中所列數值。

由于液力偶合器是通過液壓技術進行調速，根據能量守恒定理，液壓油傳遞的機械能，在液力偶合器輸出轉速低時，轉換成了熱能，而且電動機的轉速是恒定的，所以，節能效果相對來說要差許多，即選用變頻器是最佳方案，節電率的大小，隨調速方式的不同而不同，一般可達20% ~ 30%。
從以上分析比較可知，變頻器調整裝置具有許多優點，隨著變頻器價格的下調，傳統的液力偶合調整將被變頻器取代。

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