【正文】 MB，即M1=MB。工作油油量的變化是通過一根可移動的勺管（導流管）位置的改變而實現(xiàn)的：勺管可以把其管口以下的循環(huán)油抽走，當勺管往上推移時，在旋轉外套中的油將被抽吸，使工作腔內的工作油量減少，渦輪減速，從而使風機或水泵減速；反之，當勺管往下推移時，風機或水泵將升速。這樣就實現(xiàn)了電動機軸功率的柔性傳遞。在這個過程中，泵輪驅動工作油旋轉時就把原動機的機械能轉化為工作油的動能和壓力勢能，這個原理與葉片式泵的葉輪相同，故稱此輪為泵輪；而工作油在進入渦輪后由其所攜帶的動能和壓力勢能在推動渦輪旋轉時對渦輪做功，又轉化為渦輪輸出軸上的機械能，這個原理與水輪機葉輪的作用相同，故稱此輪為渦輪。工作油對渦輪做功后，能量減少，流出渦輪后再流入泵輪的徑向進口流道，在泵輪中重新獲得能量。若在工作腔內充以油等工作介質，則當主動軸帶著泵輪高速旋轉時，泵輪上的葉片將驅動工作油高速旋轉，對工作油做功，使油獲得能量（旋轉動能）。泵輪與渦輪之間無固體的部件聯(lián)系，為相對布置，兩者的端面之間保持一定的間隙。用于風機水泵調速節(jié)能的為調速型，這里討論的僅限于調速型。 液力耦合器的工作原理和主要特性參數(shù) 液力耦合器的工作原理液力耦合器是一種以液體（多數(shù)為油）為工作介質、利用液體動能傳遞能量的一種葉片式傳動機械。在已經(jīng)采用液力耦合器調速的場合，進行變頻調速節(jié)能改造時，一定要認識到這一點，對其節(jié)能潛力有一個正確的估計，以免達不到預期的效果。但是，它們都屬于低效調速方式，其調速效率等于調速比。第四節(jié) 水泵變頻調速和液力耦合器調速節(jié)能比較交流異步籠型電動機以其優(yōu)異的性能和環(huán)境適應能力而獲得了廣泛的應用，但是其調速技術卻一直困擾著工程界。 由于需要的循環(huán)水流量隨著機組負荷和季節(jié)氣溫的變化而變化，而隨著循環(huán)水流量的增加，節(jié)電率將減少。這里額定軸功率 Pz = 5480l/s200kPa/ = 1370 kW；電動機工頻運行功率 Pd = 6000154 = 1360 kW。相應的轉速則分別為：n1=10666/18800=85％n0；n2=14000/17600=％n0；n3=12000/16200=74％n0。表1 水泵系統(tǒng)在不同靜揚程和不同流量時轉速、軸功率和節(jié)電率： 流量Q/Qe靜揚程Hst零流量10％20％30％40％50％60％70％80％90％10％轉速%軸功率%節(jié)電率%20％轉速%軸功率%節(jié)電率%30％轉速%軸功率%41,7節(jié)電率%40％轉速%軸功率%節(jié)電率%50％轉速%軸功率%節(jié)電率%60％轉速%軸功率%節(jié)電率%70％轉速%軸功率%節(jié)電率%80％轉速%軸功率%節(jié)電率%閥門調節(jié)功耗％737780848790939698圖17 泵系統(tǒng)在不同靜揚程下的軸功率流量特性—— 轉速調節(jié)； 出口閥門調節(jié)（注意：這里的Hc為額定揚程） 例3－2：某發(fā)電機組循環(huán)水泵的有關參數(shù)如下：循環(huán)泵：64LKXA20立式斜流泵 額定流量：Qe=19726m3/h (5480l/s)額定揚程：He=20m 額定轉速：425rps電動機：YKSL1600－14/17301 額定功率；1600kW額定電壓：6000V 額定電流：額定轉速：425rps 工頻運行電流：154A額定效率： 95％ 功率因數(shù)： 由于隨著機組負荷和氣溫的變化，為了保證汽輪機的效率，需要保證凝汽器真空度的穩(wěn)定，隨著發(fā)電負荷的變化以及晝夜季節(jié)氣溫的變化，為了保證凝汽器真空度的穩(wěn)定，要求循環(huán)水流量大幅度變化，顯然用出口閥門來調節(jié)循環(huán)水的流量是達不到凝汽器真空度穩(wěn)定的目的的，只有采用變頻調速才能實現(xiàn)動態(tài)快速調節(jié)循環(huán)水的流量達到穩(wěn)定凝汽器真空度的目的。注意：1. 表中最左邊一欄為水泵系統(tǒng)靜揚程與全揚程的百分比；2. 表中最上邊一欄為水泵系統(tǒng)的實際流量與額定流量的百分比。表1所列為某離心泵在不同靜揚程和不同流量時轉速、軸功率和節(jié)電率的關系。并要注意在計算節(jié)電率時使用的比較電功率應為采用閥門調節(jié)時相同流量下水泵實際所消耗的電功率，而不應當是電動機的額定電功率，因為采用閥門調節(jié)時，隨著流量的減小，電動機的電流（電功率）也是有所減小的。水泵所消耗的電功率也可用比例定律求得。當然，當最小揚程要求低于最小流量要求時，可以流量要求為準。在確定調速范圍時應兼顧流量和揚程的要求，一般這時將閥門開到最大，僅用轉速來調節(jié)流量，并要留有一定的揚程裕量。所以變速前后的流量比不等于轉速比，也就是說流量不再與轉速的一次方成正比，而是流量比恒大于轉速比。在進行節(jié)能計算時，千萬不能將閥門開度當作流量來計算。 調速范圍的確定水泵系統(tǒng)由于泵徑與管徑不同（管徑一般要大于泵徑），且千差萬別，所以閥門開度與流量的關系比較復雜，一般來說沒有固定的關系可循。所以說，對于有較大靜揚程的水泵，只用工作流量變化范圍大小確定節(jié)能效益的大小就不正確了，應根據(jù)轉速變化范圍確定節(jié)能效益的大小才是正確的?？梢娺@比靜揚程為零時流量比為60%時，轉速比也為60%時要高多了。若泵系統(tǒng)的靜揚程Hst=1500m(Hst/Hc=60%)。當靜揚程（靜壓）為正值時，流量比恒大于轉速比。當靜揚程所占比例很大時，即使泵系統(tǒng)的工作流量變化很大，但調速裝置的轉速變化范圍并不大，結果變速調節(jié)的節(jié)能效果也不大。2950=2481(r/min)上述兩式得出的結果略有不同是因作圖及讀數(shù)誤差引起的。=√(Hm’/HA)n=190/227由圖可讀出 QA=227m3/h，HA=2360m，故得:n39。Q2=為了把相似拋物線作到圖17上，上式（H=）中H與Q的關系列表如下：Q(m3/h)0100200220240H(m)0460184022262650把列表中數(shù)值作到圖16上，此過M＇點的相似拋物線與額定轉速下HQ特性曲線相交于A點。M/與M不是相似工況點，需在額定轉速時的HQ 曲線上找出M＇的相似工況點A，以便求出M＇的轉速?，F(xiàn)欲通過變速調節(jié)，使新運行工況點M＇的流量減為190m3/h但當管路性能曲線的靜揚程（或靜壓）等于零時，即HST=0（或PST=0）時，管路性能曲線是一條通過坐標原點的二次拋物線，它與過M點的變轉速時的相擬拋物線重合，因此，M與M＇又都是相似工況點（比如風機），故可用比例定律直接由M點的參數(shù)求出M＇點的參數(shù)。在多臺調速泵并列運行時，所有的調速泵應在同一轉速下運行；對于關死點揚程不同的泵，則應保證各泵的出口揚程（壓力）基本一致，這時的轉速就不一樣了，要進行折算，就不容易匹配了。在多泵并列供水系統(tǒng)中，只上一臺變頻調速泵的效果不大，且很難匹配。在變、定速泵并列運行時，供水工作壓力應保證定速泵工作在高效區(qū)，以提高定速泵的效率。調速水泵的臺數(shù)，應是全年內運行工況中開泵運行時間最長的臺數(shù)，而備用泵則采用工頻定速泵。 變、定水泵并列運行在實際工程中，考慮到投資的可能性和運行工況的必要性，也常設計變、定水泵的并列運行方式，但應考慮以下方面的因素。 如果出于經(jīng)濟原因的考慮，調速泵的臺數(shù)應是最常開泵的臺數(shù)，其它泵則采用工頻備用。新的工況點會發(fā)生劇烈變動，工況點極不穩(wěn)定，雖然在控制程序中可以采用軟件濾波的方法改善不穩(wěn)定的情況，但變、定速水泵配置方案運行匹配較為困難，且節(jié)能效果有限卻是肯定的，這也是和采用變頻節(jié)能控制的初衷相違背的。因水泵的特性曲線非常平坦，變頻器的調速范圍非常小。 對于定壓供水系統(tǒng)的高效離心水泵群如果采用“一變多定”配置的控制方案，則會引起一些問題。但是這樣的水泵在定壓供水工況下，其調速的范圍很小。目前一般的供水系統(tǒng)，也都采用了多泵并列運行，大小泵搭配，以及采用泵的臺數(shù)調節(jié)等經(jīng)濟運行方式，其運行的經(jīng)濟性也很好；在此基礎上進行變頻調速節(jié)能改造，其節(jié)能潛力已不是很大了，對于這一點應當有一個清醒的認識，不要過分夸大變頻調速的節(jié)能效果，否則將適得其反！ 高性能離心泵的變頻控制方案?？梢?，供水能力與用水需求之間的矛盾具體地反映在供水壓力的變化上。所以，流量是供水系統(tǒng)的基本控制對象，但流量的檢測比較困難，費用也較高。（4）Fmin越高，F(xiàn)1－Fmin （調速范圍）就越小，流量和功率隨著頻率的變化就越大。QA/（F1－Fmin），也很難說與頻率是幾次方的關系。由于功率與流量成正比。所以說頻率與流量之間的關系為QA/（F1－Fmin）。性能曲線越平坦，?F引起的?Q就越大。水泵的輸出功率只隨流量的變化而變化。H0為靜揚程，也是實際工作揚程。（見圖15）（1）F1為變頻器最高運行頻率性能曲線。 水泵將水通過粗管道垂直向上打入一個開口的蓄水池就是屬于這種情況。（5）在這種特例中，變頻泵極易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，易造成泵的損壞，解決的辦法是將再循環(huán)閥打開，使泵保持一定的最小流量，但這樣做會使泵的能耗增加。變頻泵與工頻泵并聯(lián)運行時總的性能曲線，與單臺工頻泵運行時的性能曲線相同，變頻泵雖然沒有流量輸出，但仍然要消耗一定的功率。（3）F3為變頻和工頻泵并聯(lián)運行的總的性能曲線，工作點C不與F3相交，只與F1相交，揚程HC=HA1= HA2= HB2等于每臺泵的揚程，工頻泵的流量QA2=QA1，總流量QC=QA2=QA1，QB2=0。 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運行特例之二， F2=Fmin， 圖14 變頻泵在最低頻率下（F=Fmin）與工頻泵并聯(lián)運行特性曲線圖15 沒有管網(wǎng)阻力時變頻泵與工頻泵并聯(lián)運行特性曲線圖14中：（1）F1為工頻泵的性能曲線，工頻泵單泵運行時的工作點A1。（2）F3為變頻泵和工頻泵并聯(lián)運行的總的性能曲線，工作點C，揚程HC= HB2= HA2等于每臺泵的揚程，每臺泵的流量QA2=QB2，總流量QC=QA2＋QB2=2 QA2。變頻泵流量QB2快速減少；工作點C的揚程也隨著降低，使總的流量QC減少；因此工頻泵的揚程也降低，使工頻泵流量QA2反而略有增加，此時要警惕工頻泵過載。因此變頻泵的揚程HB2，流量QB2，工頻泵揚程HA2，流量QA2，以及總的揚程HC= HB2= HA2，和總流量QC=QA2＋QB2都會隨著頻率F2的變化而變化。（2）F2變化時，F(xiàn)3也隨著變化。 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運行時的特點（1）F2不僅僅是一條曲線，而是F1性能曲線下方偏左的一系列曲線族。（2）F2為變頻泵在頻率F2時的性能曲線，變頻泵在頻率F2單獨運行時的工作點B1。（如鍋爐給水泵，必須大于汽包壓力才能進水。十分明顯的是，靜揚程越高，空載功率所占的比例越大，調速范圍越小，調節(jié)轉速的節(jié)能效果就越差。若第三臺泵是采用起/停調節(jié)，起/停比為3/2的話，則反而費電30%！所以在有三臺以上泵并聯(lián)運行時，只改一臺變頻泵是沒有什么意義的！. 靜揚程（或靜壓）對調速范圍的影響。一般定速泵與變速泵的比例達到3：1時，采用變速泵已無多大意義了，而此時往往還有一臺泵是采用起/停調節(jié)的，此時采用變速泵就更無什么意義了！見圖11。如圖11所示，當靜揚程約為額定揚程的20%左右時，Qb約為額定流量的70%，Hb約為額定揚程的60%，；此時變頻泵的最低轉速約為額定轉速的78%（頻率為39Hz）左右，