液力耦合器与变频器调速比较

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1、万方数据电气传动2009年第39卷第12期EI．ECTRICDRIVE2009V01．39No．12液力耦合器与变频器调速比较张忠银，林宏杰(中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州510230)摘要：介绍了液力耦合器调速和变频器凋速的工作原理，并对二者调速效率、功率因数、启动性能、运行可靠性及维护、调节及控制特性等方面作了详细分析比较；以带式输送机为例，比较液力耦合器和变频器调速年耗电量及前期投资，结果表明采用变频器调速节能效果比液力耦合器好，投资回收快。关键词：液力耦合器；变频器；带式输送机；调速；节能中图分类号：TM921文献标识码：AComparisonofHydra

2、ulicCouplerandConverterZHANGZhong—yin．LINHong—jie(0C0c-FHDfEngineeringCo．Ltd，Guangzhou510230，Guangdong，China)Abstract：Thevelocitymodulatingprincipleofhydrauliccouplerandconverterwaspresented．Modulatingefficiency，powerfactor，startingability，safetyinoperationandmaintenance，operationcharacterwer

3、eana—lyzed．Asanexampleofbeltconveyor，thepowerconsumptionperyearandinitialinvestmentofhydraulicCOU—pierandconverterarecompared．Theresultsshowthattheconvertercouldsavemoreenergythanhydrauliccouplerandpaybackquickly．Keywords：hydrauliccoupler；converter；beltconveyor；velocitymodulating；energysaving

4、引言交流异步电动机的调速方式主要有调压调速、电磁调速、变极调速、液力耦合器调速和变频调速等。其中，调压调速是指调节电动机端电压使电动机在某一转速范围内实现无级调速。优点是不需另加换流装置，线路简单；缺点是调速范围小，效率低，低速时转差损耗增大，电动机发热严重。电磁调速异步电动机又称滑差电机，它是一种恒转矩交流无级变速电动机，有速度负反馈的自动调节系统机械特性硬度高。但在空载或轻载(小于10％额定转矩)时，由于反馈不足，会造成失控现象，低速时电机效率低。变极调速是通过外部的切换开关改变电机绕组的串并联关系实现的。只能实现有级调节(一般有2个速度)，如电机由2极切换到4极，速度就会下

5、降一半。调速型液力耦合器主要包括泵轮、涡轮、工作腔、勺管等部分，泵轮与涡轮都在工作腔内且之间有一定间隙，电动机通过液力耦合器输入轴拖动其主动工作泵轮，对工作油加速，被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载，这样，可以通过控制工作腔内参与能量传递的工作油多少来控制输出轴的力矩和转速，工作油量减少时涡轮力矩和转速降低，反之增加。因此液力耦合器也可以实现负载转速无级调节。异步电动机转速为咒一!Q』!!二立P式中：厂为变频器输出频率；s为异步电动机转差率；P为电动机极对数。电动机采用变频调速，其转轴与负载直接相连，通过改变电动机的供电频率改变电机转速，可以实

6、现相当宽的频率范围内无级调速，且在全范围内具有优异的效率和功率因数特性。风机、水泵、带式输送机等耗电量占发电总量的30％左右，由于电机功率大，调压调速、电磁调速、变极调速等存在上述缺点，在变频器未问世前主要采用液力耦合器调速。但液力耦合器仍是消耗转差功率的低效调速方式，本文主要对液力耦作者简介：张忠银(1981一)，男．硕士，电气工程师，Email：zhangzyin@163．corn74万方数据张忠银，等：液力耦合器与变频器调速比较电气传动2009年第39卷第12期合器与变频器调速效率、节能及其它性能进行比较，有利于变频调速节能技术的推广。2液力耦合器与变频器调速效率比较2．1

7、液力耦合器调速效率当忽略液力耦合器的轴承、鼓风损失时，其输入转矩M。等于传递给泵轮的转矩M。，输出转矩M2等于涡轮所受力矩MT。忽略工作液体的容积损失及摩擦力矩损失等，当液力耦合器稳定运行时工作液体动量矩L—r×P=r×m口为恒定值。由动量矩定理M—r×厂一dL／dt可得工作液体受转矩为0，又因旋转半径r和作用力，相互垂直，故工作液体受合外力厂为0，亦即泵轮驱动力和涡轮的阻力大小相等，方向相反。因为泵轮和涡轮半径一般都相等，可推得转矩为MB=MTM1一J％(1)液力耦合器的调速效