目前在交流電機調速領域應用比較多的液力偶合器調速和變頻調速,現(xiàn)對兩種調速方式作一下比較,從中可以看出各自的優(yōu)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,相當于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(jié)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(yè)中投入應用之前,液力耦合器在風機水泵等調速節(jié)能方面曾有過較多的應用,發(fā)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。
現(xiàn)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。從中我們可以看出各自的優(yōu)劣。
1調速范圍
高壓變頻器的調速范圍寬,液力耦合器的調速范圍窄。
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(wěn)定性高,這是一個重要的技術指標。調速精度高,穩(wěn)定性好意味著所傳動的風機水泵的壓力和流量(風量)穩(wěn)定,這對于穩(wěn)定生產工藝過程是非常重要的。比如火力發(fā)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(fā)電機生產帶來了不利的影響,難以保證穩(wěn)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,而且不隨調速的范圍而變化。液力耦合器調速 效率低,其效率與調速成正比關系,負載的轉速越低,其效率越低。
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。
5啟動性能
高壓變頻器具有軟啟動功能,它可以使啟動直流值保持在額定電流以內,不會對電網造成沖擊,也不會對所傳動的風機,泵類負載帶來沖擊,是理想的軟啟動設備。液力耦合器屬于直接啟動類型,電動機的啟動電流約為額定電流的4-7倍,對電網造成沖擊,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沖擊有時是不允許的。
6可靠性
可靠性是用戶關心的,也是主要的指標之一。液力偶合器機械結構和管路系統(tǒng)復雜,長期運行經常出現(xiàn)漏油和打壞齒輪的現(xiàn)象,因此系統(tǒng)維護工作量大,如果出現(xiàn)故障,要停機檢修。高壓變頻裝置電子線路比較復雜,但目前技術已趨成熟,尤其是單元串聯(lián)多電平方式的高壓變頻裝置具有單元自動切換和冗余運行特性,在單元故障時可不停機連續(xù)運行,可靠性得以保證,而且檢修維護相當容易,只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(fā)生故障的情況下對生產有什么影響,也是用戶比較關心的一個問題。當變頻器發(fā)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(xù)性。而液力耦合器是接在負載和電機之間,一旦發(fā)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臺變頻器控制多臺高壓電機的運行。而液力耦合器只能供給一臺負載使用。
9功率因數(shù)問題
高壓變頻器由于采用二及管整流,可以保證電網側的功率因數(shù)在95%以上。而液力耦合器其電網側的功率因數(shù)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(shù)情況下運行。