高压大功率交流电机变频调速与液力耦合器调速系统比较

张星

摘要：本文综合对比了工业用高压大功率交流电机变频调速与液力耦合器调速系统的组成、造价、国内用于锅炉给水系统/风机的使用状况、设计经验，明确了两种方案各自的优势。

关键词：高压大功率交流电机 变频调速 液力耦合器调速

中图分类号： F407 文献标识码： A

基本原理[1]

变频调速系统中，电动机转轴与负载直接相连，电动机供电侧与变频器输出端直接相连。变频器通过控制电机的供电频率，达到改变电机转速的目的。电机可以实现相当宽的频率范围内无级调速，而且在全范围内具有优异的效率和功率因数特性。

液力耦合器系统中，电动机转轴与液力耦合器输入轴相连，而液力耦合器的输出轴与负载直接相连。电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载，通过控制工作腔内参与能量传递的工作油多少来控制输出轴的力矩，达到控制负载的转速的目的。因此液力耦合器也可以实现负载转速无级调节。

系统组成比较

主体设备

附属设备(按一台泵组考虑、不含控制部分、不含就地显示仪表)

注：TE-温度传感器

基础设施及附属设备设施(按一台泵组考虑)

4. 控制系统I/O点数(按三台泵组考虑、不考虑工艺系统联锁点数)

三、造价比较

两个系统总造价差别约100万元，其中主体设备差别约60万元，基础设施与附属设备设施造价差别约40万元，主要是变频器柜价格较液力耦合器高60余万，现场变频器室造价约40万元，因此液力耦合器调速系统具有较明显的成本优势。

主体设备造价比较

变频调速系统按两套泵组配两台变频器，一套泵组配软启动考虑。液力耦合器调速系统按三套泵组配三台液力耦合器考虑。

2.附属设备造价比较

附属设备按三套泵组考虑，液力耦合器调速系统不含调速检测设备，均不含测振联锁检测设备，不含工艺系统联锁及控制设备，电缆按差价考虑。

3. 基础设施及附属设备设施造价比较

变频调速系统：按现场设高压变频器室考虑，空调按压缩机空调考虑。液力耦合器调速系统：按现场设高压软启动柜室考虑，液力耦合器工作油冷却方式按空冷考虑。

4.总造价比较（三套泵组给水系统）

四、用于锅炉给水泵、风机的使用状况综合比较

目前高压变频调速在风机系统的使用量已经较多，而高压变频调速系统在锅炉给水泵系统的使用量仍然较少。这是由于两种调速技术的发展历史、技术成熟度、先进性以及适用对象不同造成的[2,3]。

五、国内锅炉厂家设计经验比较

六、结论

从技术先进性、节能效果、系统的可靠性、设备老化期等几个方面，高压变频器调速系统还是有一定优势的，但是液力耦合调速系统在系统成熟度、综合造价等方面也有其显著优势。采用何种系统，应该综合项目的具体需求作出决策。

参考文献：

[1] 李南坤. 高压大功率电动机变频调速与液力耦合器调速运行比较，上海发电设备成套设计研究所. [2] 陈章伟, 陈伯权, 吴双. 变频技术在引风机系统节能改造中的应用[J].中国电力, 2009, 42(9):70-72.

[3] 程晋. 浅谈变频技术在大型电机中的应用[J].机电信息, 2011,33:116-117