【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一般為額定傳動(dòng)功率的3％～4％），故實(shí)際節(jié)約的功率比上述計(jì)算結(jié)果要少一些，約在70kW左右，節(jié)電率約為60%。例4－2：某鍋爐給水泵的性能曲線如圖6所示，其在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行工況點(diǎn)為M，=380m3/h?，F(xiàn)欲通過(guò)變速調(diào)節(jié)，使新運(yùn)行工況點(diǎn)M＇的流量減為190m3/h，試問(wèn)其轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？（額定轉(zhuǎn)速為2950r/min）變速調(diào)節(jié)時(shí)管路性能曲線不變，而泵的運(yùn)行工況點(diǎn)必在管路性能曲線上，故M＇點(diǎn)可由QM’=190m3/h處向上作垂直線與管路性能曲線相交得出（見(jiàn)圖6），由圖可讀出M＇點(diǎn)的揚(yáng)程HM1=1670m。M/與M不是相似工況點(diǎn)，需在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的HQ 曲線上找出M＇的相似工況點(diǎn)A，以便求出M＇的轉(zhuǎn)速。過(guò)M/點(diǎn)作相似拋物線，由相似定律可推得:為把相似拋物線作到圖4上，上式（H=）中H與Q的關(guān)系列表如下：Q(m3/h)0100200220240H(m)0460184022262650把列表中數(shù)值作到圖4上，此過(guò)M＇點(diǎn)的相似拋物線與額定轉(zhuǎn)速下HQ相交于A點(diǎn)。由圖可讀出 QA=227m3/h，HA=2360m，故得: (r/min)或 (r/min)上述兩式得出的結(jié)果略有不同是因作圖及讀數(shù)誤差引起的。從計(jì)算結(jié)果知，此泵裝置因管路靜揚(yáng)程Hst很高，故當(dāng)流量減少到原流量的50%時(shí)，其轉(zhuǎn)速只降到原轉(zhuǎn)速的2469/2950 =%，而不是50%。若鍋爐給水泵電動(dòng)機(jī)的額定功率為2300kW，節(jié)流調(diào)節(jié)到50％流量時(shí)的實(shí)際消耗功率為2000kW，試計(jì)算采用液力耦合器調(diào)速的節(jié)能效果。由以上的計(jì)算可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到2469r/min，%時(shí)，流量為190t/h， 即額定流量的50%，略高于鍋爐汽包壓力，為了保證汽包順利進(jìn)水，轉(zhuǎn)速已不能再下降了。%~100%，%時(shí)，由P/P＇=(n/n＇)3，其軸功率P＇=1173kW，因?yàn)橐毫︸詈掀鞯恼{(diào)速效率等于調(diào)速比，這時(shí)液力耦合器的輸入功率為1173kW/% = 1400kW,再加上液力耦合器本身的損耗，輸入功率約為1480kW，最大節(jié)電率約為30%左右。與上面的風(fēng)機(jī)相比，同樣是50％流量，節(jié)電率卻相差一半。水泵變頻調(diào)速和液力耦合器調(diào)速對(duì)比計(jì)算在液力耦合器調(diào)速的基礎(chǔ)上進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造，盡管在低轉(zhuǎn)速時(shí)也有很高的節(jié)電率，但其最大節(jié)電量也不超過(guò)額定傳送功率 (Pec)的18％（發(fā)生在三分之二額定轉(zhuǎn)速時(shí)）。用變頻器取代液力耦合器調(diào)速的節(jié)能計(jì)算：一般可以認(rèn)為變頻器的損耗和液力耦合器的機(jī)械損失和容積損失相當(dāng)，則節(jié)電率的計(jì)算可以簡(jiǎn)化為： 節(jié)電率 == 100％ — 調(diào)速比。在采用變頻器時(shí)，如果保留其液力耦合器的話(huà)，其節(jié)電率相差12～15％！ 節(jié)電率 == 100％ — 調(diào)速比 － （12～15％）所以當(dāng)采用變頻器取代液力耦合器進(jìn)行水泵節(jié)能改造時(shí)，不去掉液力耦合器是毫無(wú)意義的 ！ （見(jiàn)下例）例4－3：某鍋爐給水泵不同調(diào)速方式的節(jié)能對(duì)比計(jì)算。取水泵的靜揚(yáng)程為全揚(yáng)程的60％，根據(jù)液力耦合器的調(diào)速效率等于調(diào)速比，和液力耦合器的機(jī)械損失和容積損失等于額定傳動(dòng)功率的3％～4％（%），以及變頻器的效率為94％～97％計(jì)算，結(jié)果列于下表。由下表可見(jiàn)，由于水泵的靜揚(yáng)程較大（額定揚(yáng)程的60％），轉(zhuǎn)速比大大減小，變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效果也大大減?。?流量百分比（％）轉(zhuǎn)速百分比（%）變速調(diào)節(jié)理論軸功率（％）節(jié)流調(diào)節(jié)電功率（％）液力偶合器調(diào)節(jié)電功率（％）液力偶合器節(jié)電率（％）變頻調(diào)速電功率（％）變頻調(diào)速節(jié)電率（％）兩種調(diào)速節(jié)電率之差（％）變頻器相對(duì)液耦節(jié)電率（％） 100100. 100. 100． 106 103 3. 90 98 5. 80 96 67 94 60 92 50 90 40 88 液力耦合器調(diào)速和變頻調(diào)速的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較 液力耦合器調(diào)速的主要優(yōu)缺點(diǎn)液力耦合器用于葉片式風(fēng)機(jī)水泵的變速調(diào)節(jié)時(shí)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。在液力耦合器輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可以輸出無(wú)級(jí)連續(xù)變化的、且變化范圍很寬的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化較大時(shí)，與節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，有顯著的節(jié)能效果。（2）可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流。因而可選用容量較小的電動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備，減少設(shè)備的投資。（3）可隔離震動(dòng)。液力耦合器的泵輪和渦輪之間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，轉(zhuǎn)矩通過(guò)工作液體傳遞，是柔性連接。當(dāng)主動(dòng)軸有周期性的震動(dòng)（如扭震等）時(shí)，不會(huì)傳到從動(dòng)軸上，具有良好的隔震效果。能減緩沖擊負(fù)荷，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械壽命。（4）過(guò)載保護(hù)。由于液力耦合器是柔性傳動(dòng)，其泵輪和渦輪之間有轉(zhuǎn)速差，故當(dāng)從動(dòng)軸阻力矩突然增加時(shí)，轉(zhuǎn)速差增大，甚至當(dāng)風(fēng)機(jī)或水泵等負(fù)載機(jī)器制動(dòng)時(shí)，原動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不致被燒毀，風(fēng)機(jī)與水泵也可受到保護(hù)。同時(shí)裝在液力耦合器上的易熔放油塞還能及時(shí)地把流道熱油自動(dòng)排空，切斷轉(zhuǎn)矩的傳遞。（5） 除軸承外無(wú)其它磨損部件，故工作可靠，能長(zhǎng)期無(wú)檢修運(yùn)行，壽命長(zhǎng)。（6）工作平穩(wěn)，可以和緩地啟動(dòng)、加速、減速和停車(chē)。（7）便于控制。液力耦合器是無(wú)級(jí)調(diào)速，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，適用于各種伺服系統(tǒng)控制。（8）能用于大容量風(fēng)機(jī)與水泵的變速調(diào)節(jié)，目前單臺(tái)液力耦合器傳遞的功率已達(dá)20MW以上。液力耦合器的主要缺點(diǎn)是：（1）和節(jié)流調(diào)節(jié)相比，增加了初投資，增加了設(shè)備安裝空間。大功率的液力耦合器除本體設(shè)備外，還要一套諸如冷油器等輔助設(shè)備和管路系統(tǒng)。（2）由于液力耦合器的最大轉(zhuǎn)速比為in = ～，故液力耦合器輸出的最大轉(zhuǎn)速要比輸入轉(zhuǎn)速低。因此在選擇風(fēng)機(jī)與水泵時(shí)，要按照液力耦合器的最大輸出轉(zhuǎn)速確定其容量，而不能用電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速來(lái)確定風(fēng)機(jī)與水泵的容量。此外考慮到液力耦合器的轉(zhuǎn)差損失（2％～3％）、升速齒輪損失（％～3％）、機(jī)械損失和容積損失及油泵功率消耗（總計(jì)小于1％）等因素，電動(dòng)機(jī)的容量亦要稍增大些。（3）當(dāng)液力耦合器的轉(zhuǎn)矩一定而轉(zhuǎn)速比較低時(shí)，不僅液力耦合器的體積和重量將增加，而且調(diào)速的延遲時(shí)間增大，反應(yīng)變慢，還會(huì)使工作不穩(wěn)定，因此液力耦合器最適用于較高轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速的場(chǎng)合。（4）液力耦合器在運(yùn)轉(zhuǎn)中隨著負(fù)載的變化，其輸出轉(zhuǎn)速也要相應(yīng)的變化，所以不能保持精確的轉(zhuǎn)速比，因此不適用于要求精確轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。（5）液力耦合器一旦發(fā)生故障，被拖動(dòng)的負(fù)載也就不能工作。（6）雖然液力耦合器用于風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速時(shí)具有顯著的節(jié)能效果，但是由于液力耦合器的調(diào)速效率等于轉(zhuǎn)速比，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差損耗還是較大的，因此液力耦合器仍屬低效調(diào)速裝置。 變頻調(diào)速的主要優(yōu)缺點(diǎn)變頻調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）可實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，且調(diào)速精度高，轉(zhuǎn)速（頻率）分辯率高。（2）調(diào)速效率高。變頻調(diào)速的特點(diǎn)是在頻率變化后，電動(dòng)機(jī)仍在該頻率的同步轉(zhuǎn)速附近運(yùn)行，基本上保持額定轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差損失不增加。變頻調(diào)速時(shí)的損失，只是在變頻裝置中產(chǎn)生的變流損失，以及由于高次諧波的影響，使電動(dòng)機(jī)的損耗有所增加，相應(yīng)效率有所下降。所以變頻調(diào)速是一種高效調(diào)速方式。（3）調(diào)速范圍寬，一般可達(dá)10∶1（50～5Hz）或20∶1（50～）。并在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的調(diào)速裝置效率ηV。所以變頻調(diào)速方式適用于調(diào)速范圍寬，且經(jīng)常處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行