液偶与变频比较

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1、高压大功率电动机变频调速与液力偶合器调速的节能比较高压节电2010-07-1415:14:28阅读54评论1  字号：大中小 订阅上海发电设备成套设计研究所李南坤一、变频调速与液力偶合器调速的工作原理电动机采用变频调速后，电动机转轴与负载直接相连，但电动机不再由电网直接供电，而是由变频器供电，变频器通过改变电动机的供电频率改变电机转速，因此可以实现相当宽的频率范围内无级调速，而且在全范围内具有优异的效率和功率因素特性。采用变频调速后，异步电动机转速n=60f(1-s)/p，其中f为变频器输出频率，

2、s为异步电动机转差率，p为电动机极对数。液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量并改变输出转速的，电动机通过液力偶合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力偶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，达到控制负载的转速的目地。因此液力偶合器也可以实现负载转速无级调节。如采用液力偶合器调速，则电动机转轴连接到液力偶合器，而负载连接到液力偶合器，电动机仍由电网供电，电动机仍

3、全速运行。二、变频调速与液力偶合器调速的节能比较1、功率损耗的原因电动机本身功率损耗除外，无论是变频调速还是液力偶合器调速，均存在额外的功率损耗，液力偶合器从电动机输出轴取得机械能，通过液力变速后送入负载，其效率不可能为1；变频器从电网取的电能，通过逆变后送入电动机电枢，其效率也不可能是1。而且在全转速范围内，两种方式的效率曲线也不一样。图1“两种调速方式效率曲线”为典型的液力偶合器和变频器（高高变频器）的效率－转速曲线，随着输出转速的降低，液力偶合器的效率基本上正比降低（例如：额定转速时效率0.

4、95，75%转速时效率约0.72，20%转速时效率约0.19），2而变频器在输出转速下降时效率仍然较高（例如：额定转速时效率0.97，75%以上转速时效率大于0.95，20%以上转速时效率大于0.9）。输出转速比效率变频调速效率液力偶合器效率图1两种调速方式效率曲线从曲线数据看，当输出转速降低时，液力偶合器的效率比变频调速的效率下降快得多，因此变频调速的低速特性比液力耦合器要好。当然，有一点我们应该看到，就是用于风机、泵类负载时，由于其轴功率与转速的三次方成正比，当转速下降时，虽然液力偶合器效率正

5、比下降，但电动机综合轴功率还是随着转速的下降成二次方比例下降，因此也能起到节能作用。变频调速通过电力电子整流和脉宽调制逆变技术改变电动机电枢的电压和频率，除本身控制所需很少一部分能量消耗保持不变外，电力电子器件的损耗基本上与输出功率成正比，因此变频调速可以在全转速范围内保持较高效率运行。而液力偶合器依靠泵和涡轮传递能量，在低速输出时，泵和涡轮的效率均下降，因此综合效率随转速下降而下降。２、理论计算节能比较从理论上进行计算，举例说明如下：1000KW风机风量从100%降低到70%，由于流量与转速一次

6、方成正比，因此转速可以降低70%，负载功率理论上降为34.3%，如果采用直接高高变频调速，其效率按0.95算，再考虑电动机效率在低功率时有所下降、和管道系统效率有所下降，电网总输入功率约34.3%/0.95/0.85/0.95=44.71%，即447.1KW，节能55.29%，全年按300日计算，年节电398万度。如果采用液力偶合器，其效率按0.665计算，电网总输入功率3约34.3%/0.665/0.85/0.95=63.87%，即638.7KW，节能36.13%，年节电260万度。因此变频调速

7、每年多节电138万度。列表如下：1000KW高压风机电动机降速70%时液力偶合器和变频调速节能比较变频调速液力偶合器电网总输入功率447.1KW638.7KW调速装置效率0.950.665节能55.29%36.13%年节电398万度260万度３、实测节能比较以某电力设计院实测一台20万千瓦机组引风机改装液力耦合器及变频调速为例：该异步电动机额定值为1250KW，6KV、142A、额定效率95％、额定转速742RPM、额定功率因素0.85。三种调节方式在不同发电机负荷下的输入电流如下：调节方式不同发

8、电机负荷（MW）下的输入电流100MW120MW140MW160MW180MW200MW挡板调节73A78A82A85A89A102A液力耦合器41A45A49A51A61A63A变频调节12A17A20A23A32A39A三种调节方式的电动机综合输入功率如下：调节方式不同发电机负荷（MW）下的电动机综合输入功率100MW120MW140MW160MW180MW200MW挡板调节650KW690KW720KW760KW800KW840KW液力耦合器280KW310KW350KW38