通風(fēng)機用電動機采用變頻與液力偶合器調(diào)速裝置的比較
1. 兩種調(diào)速裝置性比較
變頻器作為一種高效起動及調(diào)速方式，它通過改變電機定子的頻率與電壓來實現(xiàn)起動與調(diào)速，具有調(diào)整范圍大、調(diào)速比可達(dá)20:1，起動及制動性能好，自動平滑加減速及快速制動保護(hù)性能完善，且能實現(xiàn)故障判斷顯示，易于在電子計算機系統(tǒng)中使用。此外，還具備精度高、效率高、節(jié)能效果好、特性硬等優(yōu)點。
液力偶合器作為低效無級起動及調(diào)速方式，它聯(lián)結(jié)在恒速電機與被驅(qū)動機組間，通過調(diào)節(jié)液力偶合器內(nèi)的油壓，來改變液力偶合器的轉(zhuǎn)差以實現(xiàn)起動與調(diào)速，具有調(diào)速范圍大、調(diào)速平穩(wěn)，無諧波污染，裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單，運行可靠、維護(hù)方便，可做成大容量等許多優(yōu)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(dá)14.8%）的缺點。兩種調(diào)速裝置性能比較見表1。
表1
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調(diào)速裝置 |
變頻器 |
液力偶合器 | |
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調(diào)速原理 |
改變頻率 |
改變偶合器轉(zhuǎn)差 | |
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可靠性 |
取決于元器件質(zhì)量 |
高 | |
|
調(diào)速精度 |
高 |
低 | |
|
響應(yīng)速度 |
快 |
慢 | |
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維護(hù) |
技術(shù)要求高 |
技術(shù)要求較高易漏油 | |
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對電網(wǎng)干擾 |
有 |
無 | |
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價格 |
較高 |
較低 | |
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功率因數(shù) |
高（0.9 ~ 0.95） |
較高（0.8 ~ 0.85） | |
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節(jié)能 |
中低速 |
20% ~ 40% |
20% ~ 30% |
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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(yōu)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(shù)復(fù)雜，維護(hù)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(diào)速裝置的經(jīng)濟(jì)運行分析比較
根據(jù)流體力學(xué)理論，風(fēng)機在理想狀態(tài)下，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，當(dāng)風(fēng)機運轉(zhuǎn)速度降低后，其軸功率隨轉(zhuǎn)速的三次方下降，驅(qū)動電動機所需的功率也相應(yīng)減小，從而取得明顯的節(jié)電效果。風(fēng)機轉(zhuǎn)速與流量，壓力和軸功率及節(jié)電率的關(guān)系見表2。
表2
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轉(zhuǎn)速/% |
流量/% |
壓力/% |
軸功率% |
節(jié)電率% |
備注 |
|
100 |
100 |
100 |
100 |
0 |
由于轉(zhuǎn)速下降會 |
|
90 |
90 |
81 |
72.9 |
17.1 |
引起風(fēng)機系統(tǒng)效 |
|
80 |
80 |
64 |
51.2 |
48.8 |
率下降，加上調(diào)速 |
|
70 |
70 |
49 |
34.4 |
65.7 |
裝置效率影響， |
|
60 |
60 |
36 |
21.6 |
78.4 |
實際節(jié)電率小于 |
|
50 |
50 |
25 |
12.5 |
87.5 |
表中所列數(shù)值。 |
由于液力偶合器是通過液壓技術(shù)進(jìn)行調(diào)速，根據(jù)能量守恒定理，液壓油傳遞的機械能，在液力偶合器輸出轉(zhuǎn)速低時，轉(zhuǎn)換成了熱能，而且電動機的轉(zhuǎn)速是恒定的，所以，節(jié)能效果相對來說要差許多，即選用變頻器是最佳方案，節(jié)電率的大小，隨調(diào)速方式的不同而不同，一般可達(dá)20% ~ 30%。
從以上分析比較可知，變頻器調(diào)整裝置具有許多優(yōu)點，隨著變頻器價格的下調(diào)，傳統(tǒng)的液力偶合調(diào)整將被變頻器取代。
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