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[調速型液力耦合器]液力耦合器調速和變頻調速的十大比較 !

文章作者:专业玩彩液力傳動 瀏覽量:1062 類型:行業資訊 日期:2017-12-18 11:47:47 分享:

目前在交流電機調速領域應用比較多的液力耦合器調速和變頻調速,現對兩種調速方式作一下比較,從中可以看出各自的優缺點。


液力耦合器是液力傳動元件,是利用液體的動能來傳遞功率的一種動力式液壓傳動機構,相當於離心泵和渦輪泵的組合。將它安裝在異步電機和負載之間來傳遞轉矩,可以在電動機恒速運轉的情況下,無級調節負載的轉速。液力耦合器是一種轉差損耗的低效調速設備。在高壓變頻技術尚未成熟,尚未在工業中投入應用之前,液力耦合器在風機水泵等調速節能方麵曾有過較多的應用,發揮過其應有的作用。隨著高壓變頻調速技術的成熟和應用推廣,液力耦合器將逐步推出市場。雖然液力耦合器存在一些固有的缺點,但依然以其價格的優勢與高壓變頻器爭奪市場。



[調速型液力耦合器]液力耦合器調速和變頻調速的十大比較 !



現對高壓變頻器和液力耦合器的主要技術經濟指標作一比較。從中专业玩彩可以看出各自的優劣。


1、調速範圍


高壓變頻器的調速範圍寬,液力耦合器的調速範圍窄。


2、調速精度


高壓變頻器的調速精度達到0.1HZ(Zinvert可達到0.01HZ)而且穩定性高,這是一個重要的技術指標。調速精度高,穩定性好意味著所傳動的風機水泵的壓力和流量(風量)穩定,這對於穩定生產工藝過程是非常重要的。比如火力發電廠的輔機(引風機,送風機,給水泵等)都需要保持壓力的恒定。高壓變頻器就可以滿足這個要求。而液力耦合器的調速精度是比較差的,轉速波動大,使水泵的壓力波動大,給發電機生產帶來了不利的影響,難以保證穩定運行。


3、效率


高壓變頻器效率高,無轉差損耗,其效率達到0.95以上,而且不隨調速的範圍而變化。液力耦合器調速效率低,其效率與調速成正比關係,負載的轉速越低,其效率越低。


電動機本身功率損耗除外,無論是變頻調速還是液力偶合器調速,均存在額外的功率損耗,液力偶合器從電動機輸出軸取得機械能,通過液力變速後送入負載,其效率不可能為1;變頻器從電網取的電能,通過逆變後送入電動機電樞,其效率也不可能是1。而且在全轉速範圍內,兩種方式的效率曲線也不一樣。



液力偶合器



兩種調速方式效率曲線為典型的液力偶合器和變頻器的效率-轉速曲線,隨著輸出轉速的降低,液力偶合器的效率基本上正比降低(例如:額定轉速時效率0.95,75%轉速時效率約0.72,20%轉速時效率約0.19),而變頻器在輸出轉速下降時效率仍然較高(例如:額定轉速時效率0.97,75%以上轉速時效率大於0.95,20%以上轉速時效率大於0.9)。從曲線數據看,當輸出轉速降低時,液力偶合器的效率比變頻調速的效率下降快得多,因此變頻調速的低速特性比液力耦合器要好。當然,有一點专业玩彩應該看到,就是用於風機、泵類負載時,由於其軸功率與轉速的三次方成正比,當轉速下降時,雖然液力偶合器效率正比下降,但電動機綜合軸功率還是隨著轉速的下降成二次方比例下降,因此也能起到節能作用。


专业玩彩還應注意到,液力耦合器屬於轉差損耗型調速,是低效調速型設備,在調速的過程中,轉差功率以熱能的形式消耗在油中,這不僅消耗了能量,而且使液力耦合器油溫升高,為此必須采取妥善的冷卻方式,特別是在環境溫度較高的場合應用,對冷卻的要求更高。某些發電廠給水泵的液力耦合器在夏季不得不采取衝水冷卻等措施,即使如此有時還是會因為溫度過高而影響到安全運行,因而不得不停機。


4、額定轉差率


高壓變頻器沒有轉差率問題,負載與電動機同軸,負載轉速和電機轉速一致。電機達到額定轉速,則負載可達到額定壓力和流量(風量)在電機結構允許的條件下還可以超過額定轉速運行。液力耦合器由於是柔性連接,存在固定的轉差率,液力耦合器的轉差率≥3%,所以負載的轉速不可能達到額定轉速,最高隻能達到電機轉速的97%,壓力最高隻能達到額定壓力的94%,而風量(流量)最高隻能達到額定值的91%左右。


5、啟動性能


高壓變頻器具有真正意義上的軟啟動功能,它可以使啟動直流值保持在額定電流以內,不會對電網造成衝擊,也不會對所傳動的風機,泵類負載帶來衝擊,是最理想的軟啟動設備。液力耦合器屬於直接啟動類型,電動機的啟動電流約為額定電流的4-7倍,對電網造成衝擊,特別是電網容量受限而電動機容量較大時,這種直接啟動對電網容量造成的衝擊有時是不允許的。



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6、可靠性


可靠性是用戶最為關心的,也是最主要的指標之一。液力偶合器機械結構和管路係統複雜,長期運行經常出現漏油和打壞齒輪的現象,因此係統維護工作量增大,如果出現故障,必須停機檢修。高壓變頻裝置電子線路比較複雜,但目前技術已趨成熟,尤其是單元串聯多電平方式的高壓變頻裝置具有單元自動切換和冗餘運行特性,在單元故障時可不停機連續運行,可靠性得以保證,而且檢修維護相當容易,隻需定期更換進風濾網即可。


7、故障情況下對生產的影響


在調速設備發生故障的情況下對生產有什麽影響,也是用戶比較關心的一個問題。當變頻器發生故障的時候,可以通過與工頻旁路的切換使負載接工頻運行,保證生產的連續性。而液力耦合器是接在負載和電機之間,一旦發生故障,生產就得停頓。


8、設備的利用率


高壓變頻器可以一機多用,可以通過開關切換設備用一台變頻器控製多台高壓電機的運行。而液力耦合器隻能供給一台負載使用。


9、功率因數問題


高壓變頻器由於采用二極管整流,可以保證電網側的功率因數在95%以上。而液力耦合器其電網側的功率因數是比較低的,因為風機和電機的裕量都比較 大,輸入電流中的無功分量也比較大,使得其在低功率因數情況下運行。


10、價格與占地麵積


高壓變頻器的價格比較貴,而液力耦合器的價格比較便宜,這也是液力耦合器與高壓變頻器相比不多的優勢之一。高壓變頻器的占地麵積比較大,它包括變頻器本身和與其配套的一些設備;液力耦合器的占地麵積比較小,但必須安裝在電動機和負載之間,必須同軸,還應作基礎固定。


以上對幾種調節方式的經濟技術指標作了一些比較,現在看一下它們各自的節能效果。


電機為配套200MW發電機組的引風機。該異步電機額定值為1250KW,6KV、142A、額定效率95%、額定轉速742RPM、額定功率因素0.85。


縱坐標表示三種調節方式在不同發電機負荷下的輸入電流。從中可以看出變頻調節的節能效果是最為顯著的。


通過上述對擋板,液力耦合器,高壓變頻器在風機水泵調速節能運行應用中的比較。专业玩彩可以得出以下結論:


高壓變頻器技術先進,性能優越,節能顯著,綜合經濟技術指標遠高於擋板控製和液力耦合器,它不僅是風機水泵調速節能運行的發展方向,而且也是符合國家政策規定,是應該大力推廣的先進技術。


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