【正文】 ％～ 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。 （ 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。 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。液力耦合器是無級(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。 （ 6）工作平穩(wěn)，可以和緩地啟動(dòng)、加速、減速和停車。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。 （ 4）過載保護(hù)。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。 （ 3）可隔離震動(dòng)。 （ 2）可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的 空載啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流。在液力耦合器輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可以輸出無級(jí)連續(xù)變化的、且變化范圍很寬的轉(zhuǎn)速。 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％（取 %），以及變頻器的效率為 94％～ 97％計(jì)算，結(jié)果列于下表。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。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。由以上的計(jì)算可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到 2469r/min，即額定轉(zhuǎn)速的 %時(shí)，流量為 190t/h， 即額定流量的 50%，壓力為 ，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。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 17 50%。 ＝??? nn Am (r/min) 或 248129502360167039。由圖可讀出 QA=227m3/h， HA=2360m，故得 : 2469295022719039。239。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。 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，相應(yīng)的 =380m3/h?？梢?，當(dāng)把風(fēng)量調(diào)節(jié)到額定風(fēng)量的 50％時(shí)，盡管在液力耦合器中要產(chǎn)生較大的損耗，但它較之節(jié)流調(diào) 節(jié)來說，所損耗的原動(dòng)機(jī)功率仍然要少得多，比節(jié)流調(diào)節(jié)少消耗=，其節(jié)約的功率還是相當(dāng)可觀的，節(jié)電率達(dá) %。 333 ????????????????????????? 若再考慮到液力耦合器的損耗功率，則得實(shí)際所需的原動(dòng)機(jī)功率。39。39。 )(nnpp ? 。 )(nnHH ? 239。 239。39。 先看節(jié)流調(diào)節(jié)，從圖 20 可直接讀出：當(dāng) Q = 190 103m3/h 時(shí)，風(fēng)機(jī)的軸功率為 158 kW，當(dāng)通過節(jié)流調(diào)節(jié)使 Q = 95 103m3/h 時(shí)，風(fēng)機(jī)的軸功率為 115 kW。 圖 20 某離心式通風(fēng)機(jī)的性能曲線 圖 20所示為某離心式通風(fēng)機(jī)的性能曲線，設(shè)此風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在未經(jīng)節(jié)流調(diào)節(jié)和 液力耦合器調(diào)節(jié)時(shí)，管路性能曲線經(jīng)過最高效率點(diǎn)，即 Q = 190 103m3/h， p = 280 ；由于管路靜壓 pst=0，管路性能曲線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，故此管路性能曲線與經(jīng)過最高效率點(diǎn)的相似拋物線相重合（因?yàn)樗鼈兌际墙?jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)的二次拋物線）。 圖 19. 葉片式風(fēng)機(jī)水泵在采用液力耦合器調(diào)速時(shí)的調(diào)速效率、泵輪傳遞功率、渦輪傳遞功率、轉(zhuǎn)差損失功率與轉(zhuǎn)速比的關(guān)系曲線 從圖中可以直觀地看出：隨著轉(zhuǎn)速比的減小，液力耦合器泵輪和渦輪所傳遞的功率也迅速減小，而轉(zhuǎn)差損失功率 P? ＝ PBPT，因而當(dāng)液力耦合器泵輪所傳遞的功率 PB 和渦輪所傳遞的功率 PT 都變得很小時(shí)，轉(zhuǎn)差損失功率 P? 也是一個(gè)很小的量了。而不是轉(zhuǎn)速越低， maxP? 越大。把極大值代入式（ 2－ 9）可求出液力耦合器的最大轉(zhuǎn)差功率損耗 maxP? 為： nTnnTnnTn iPiPiPP 33323m a x 1 4 43232 ?????????? ??????????????? （ 2－ 10） 注意：式（ 2－ 10）中的 TnP 為 max,TT nn ? 時(shí)液力耦合器渦輪所傳遞的功率，等于風(fēng)機(jī)或水泵再最高轉(zhuǎn)速時(shí)的軸功率。根據(jù)葉片式風(fēng)機(jī)水泵的比 例定律可知，風(fēng)機(jī)水泵的軸功 率 P 與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比，即TknP 3? 。這是因?yàn)槿~片式風(fēng)機(jī)水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，這時(shí)液力耦合器所傳遞的功率也迅速減小，轉(zhuǎn)差功率損耗 P? 也就是一個(gè)很小的量了。 液力耦合器在風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速中的節(jié)能效果 11 液力耦合器在風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速中的功率損耗 由上可知，液力耦合器的調(diào)速效率等于調(diào)速比，所以液力耦合器屬低效調(diào)速裝置。它等于液力耦合器的輸出功率 P2與輸入功率 P1之比，因?yàn)?MB=MT，故有： innnM nMMMPPPP BTBBTTBBTTBT ???????? ??? ?12 即： Sinn BT ????? 1?? （ 1??S?? ） （ 2－ 4） 在忽略液力耦合器的機(jī)械損失和容積損失等時(shí)，液力耦合器的調(diào)速效率等于調(diào)速比。 對(duì)于已確定工作腔尺寸和形狀的液力耦合器，轉(zhuǎn)矩系數(shù)λ僅隨轉(zhuǎn)速比而變，即λ＝ f(i)，在額定工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速比 in 時(shí)，液力耦合器的轉(zhuǎn)矩系數(shù)λ值約為（ ～ ） 10－ 6 min2/m， GB583786 規(guī)定，調(diào)速型液力耦合器的轉(zhuǎn)矩系數(shù)值因滿足 ???? min2/m 。轉(zhuǎn)矩系數(shù)λ越大，表示液力耦合器得動(dòng)力儲(chǔ)存也越大，亦即其傳遞功率和轉(zhuǎn)矩得能力越大。 （ 3）轉(zhuǎn)差率 S 液力耦合器工作時(shí)，其泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差與泵輪轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)，稱為轉(zhuǎn)差率，即： %100??? B TBn nnS （ 2－ 1） 液力耦合器的轉(zhuǎn)差率除表示相對(duì)轉(zhuǎn)速差的大小外，還表示在液力耦合器中功率的傳動(dòng)損失率。從液力耦合器的調(diào)速效率特性可知， in 表示了 液力耦合器調(diào)速效率的最高值。因?yàn)槿?i=1，就意味著泵輪與渦輪之間不存在轉(zhuǎn)速差，兩者同步轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)泵輪與渦輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作油的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能是不能對(duì)渦輪作功的，也就不能傳遞功率。著就是說，液力耦合器不能改變其所傳遞的力矩，其輸出力矩 M2等于其輸 入力矩 M1。其輸出轉(zhuǎn)矩 M2 與渦輪的阻力矩大小相等，方向相反，即 M2=MT。 液力耦合器的主要特性參數(shù) 表示液力耦合器性能的特性參數(shù)主要有轉(zhuǎn)矩 M、轉(zhuǎn)速比 i、轉(zhuǎn)差率 S、轉(zhuǎn)矩系數(shù)λ、和調(diào)速效率η v 等。 只要改變工作腔內(nèi)工作油的充滿度，亦即改變循環(huán)圓內(nèi)的循環(huán)油量，就可以改變液力耦合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出軸的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)在定速旋轉(zhuǎn)的情況下對(duì)風(fēng)機(jī)或水泵的無級(jí)變速。渦輪的輸出軸又與風(fēng)機(jī)或水泵相聯(lián)接，因此輸出軸又把機(jī)械能傳給風(fēng)機(jī)或水泵，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)水泵旋轉(zhuǎn)。如此周而復(fù)始的重復(fù)，形成了工作油在泵輪和渦輪中的循環(huán)流動(dòng)。同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)的工作油在慣性離心力的作用下，被甩向泵輪的外圓周側(cè)，并流入渦輪的徑向進(jìn)口流道 ，其高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能將推動(dòng)渦輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)渦輪做功，將工作油的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為渦輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。由泵輪的內(nèi)腔 P 和渦輪的內(nèi)腔 T 共同形成的圓環(huán)狀的空腔稱為工作腔。 調(diào)速型液力耦合器主要由泵輪、 渦輪、旋轉(zhuǎn)外套和勺管組成，泵輪和渦輪均為具有徑向葉輪的工作輪，泵輪與主動(dòng)軸固定連接，渦輪與從動(dòng)軸固定連接；主動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)連接，而從動(dòng)軸則與風(fēng)機(jī)或水泵連接。按應(yīng)用場(chǎng)合不同可分為普通型（標(biāo)準(zhǔn)型或離合型）、限矩型（安全型）、牽引型和調(diào)速型四類。其偏差值由調(diào)節(jié)器按預(yù)先規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算得出調(diào)節(jié)信號(hào)，該信號(hào)直接送到變 頻調(diào)速器，從而使變頻器將輸入為３８０Ｖ／５０Ｈｚ的交流電變成輸出為０～３８０Ｖ／０～４００Ｈｚ連續(xù)可調(diào)電壓與頻率的交流電，直接供給水泵電機(jī)。這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié) 能作用。 2 、變頻調(diào)速的基本原理 6 變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系： n＝６０ｆ（１－ｓ）／ｐ 式中：ｆ —— 水泵電機(jī)的電源頻率（Ｈｚ）； ｐ —— 電機(jī)的極對(duì)數(shù)； 由上式可知，均勻改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源頻率ｆ，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。而用轉(zhuǎn)速控制時(shí)，由于流量Ｑ與轉(zhuǎn)速 n 的一次方成正比；揚(yáng)程Ｈ與轉(zhuǎn)速 n 的平方成正比；軸功率Ｐ與轉(zhuǎn)速 n 的立方成正比，即功率與轉(zhuǎn)速 n 成３次方的關(guān)系下降。 根據(jù)離心泵的特性曲線公式： N＝ RQH／ 102η 5 式中： N—— 水泵使用工況軸功率（ kw） Q—— 使用工況點(diǎn)的流量（ｍ 3／ｓ） H—— 使用工況點(diǎn)的揚(yáng)程（ｍ）； R—— 輸出介質(zhì)單位體積重量（ kg／ｍ 3） η —— 使用工況點(diǎn)的泵效率（ %）。 圖 2 為調(diào)速控制時(shí)，當(dāng)流量要求從 Q1減