摘要：本文通过计算比较了1000kW风机变频调速和液力偶合器调速耗能的差别，将偶合器调速改为变频调速可在1年多的时间内收回额外的投资。

    关键词：变频调速﹑液力偶合器调速﹑节能

    一﹑概述

    交流异步电动机的调速方式有调压调速﹑电磁调速﹑液力偶合器调速﹑变极调速和变频调速。其中，调压调速﹑电磁调速﹑液力偶合器调速是改变转差率S的调速方式，需要消耗转差功率，这种消耗转差功率的调速方式，也就是调速需要以消耗能量为代价，是低效的调速方式；变极调速和变频调速是改变电动机极数和电源频率，是一种改变旋转磁场同步速度的方法，转差率S未变，没有转差损耗，是不耗能的调速。某30万kW火力发电厂使用若干台1000kW风机和水泵，其调速方式均为液力偶合器调速。对于某一台1000kW风机或水泵，如果分别用液力偶合器调速或变频调速，且假设风机的输出的风量在额定风量的65%-100%范围内变化，对比它们的投资和节能是很有意义的事。

    二､液力偶合器调速系统效率

    液力偶合器的实质是离心式油泵与涡轮机的组合。主要由输入轴、输出轴、泵轮、涡轮、外壳、辅助腔及安全保护装置等组成。输入轴一端与动力机相连，另一端与泵轮相连；输出轴一端与涡轮相连，另一端与工作机相连。泵轮与涡轮对称布置，轮内设置一定数量的叶片。外壳与泵轮固连成一个密封腔，腔内充填工作液体以传递动力。所配置的易熔塞、易爆塞等安全保护装置，能保证偶合器在超载时不发生事故。当动力机通过输入轴带动偶合器泵轮旋转时，充填在偶合器工作腔内的工作液体受离心力和工作轮叶片的双重作用，从半径较小的泵轮入口被加速加压抛向半径较大的泵轮出口，同时，液体的动量矩获得增量，即泵轮将动力机输入的机械能转化成了液体动能。当具有液体动能的工作液体由泵轮出口冲向对面的涡轮时，液流便冲击涡轮叶片使之与泵轮同方向转动，也就是说液体动能又转化成了机械能，驱动涡轮旋转并带动工作机做功。释放完液体动能的工作液体由涡轮入口流向涡轮出口并再次进入泵轮入口，开始下一次循环流动。就这样，工作液体在泵轮与涡轮间周而复始不停地作螺旋环流运动，于是输出与输入在没有任何机械连接的情况下，仅靠液体动能便柔性地联接在一起了。由于液力偶合器传递力矩的能力与其工作腔内的充液率大致成正比，故若在运行中设法改变工作腔的充液率，便可以调节输出力矩和输出转速，这便是调速型液力偶合器调速的基本原理。

    液力偶合器有调速型和限矩型之分，前者用于电气传动的调速，后者用于电机的起动。系统中的液力偶合器在电机起动时起缓冲作用，液力偶合器本身的损耗是由主动部分的磨擦损耗及从动部分的机械磨擦损耗所产生的。如果考虑到这些损耗与工作腔内对工作油进行加压的功率相平衡，且忽略不计的话，液力偶合器的输入､输出功率可由下式计算：

    电动机轴输出功率

    P1=T1n1（1）

    式中：T1—电动机的输出转矩

    n1–-电动机的输出轴转速

    液力偶合器轴输出功率

    P2=T2n2（2）

    式中：T2—液力偶合器的输出转矩

    n2–-液力偶合器的输出轴转速

    （3）

    电动机的输出功率，即为液力偶合器的输入功率，对于恒转矩负载T=T1=T2，所以，液力偶合器的效率：

    在恒转矩负载下，液力偶合器的效率正比于输出转速，损耗功率与转差损耗成正比，即：（4）

    转差率可按下式计算：

    （5）

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