杜劍
靖江自來水公司

提要： 靖江自來水公司日供水能力10萬噸，屬于中小型供水系統。現在已在其原水車間采用液粘調速方式，雖然取得了明顯的節能效果，但實際使用過程中還是反映出一些問題。鑒于這種情況，本文通過對液粘調速和電磁調速的一些比較，向大家推薦電磁調速更適合在中小型供水系統中應用。

引言：

　　在供水系統中，由于供水需求是一個時刻變化的變量，因此，需要經常對水泵出水量進行調節以滿足用戶的用水需求。對水泵出水量的調節，一般采用改變出水閥門的開啟度和對機泵采用調速方式來改變供水壓力和流量的大小。采用閥門調節水泵出水量效率低、能耗大，目前，大多數的供水系統已淘汰這種調節方式，而是結合自身的供水能力、供水特點采用各式各樣的調速裝置。電機的調速方式有很多種，但由于供水系統負載的特殊性一般采用液粘調速（機械調速）、電磁調速、串極調速、變頻調速等方式。雖然變頻調速是公認的最佳調速方式，但由于國內變頻器的生產技術還不成熟，進口變頻器的價格昂貴，因此這種調速方式只在少數幾個經濟實力雄厚的供水系統使用。液粘調速、電磁調速因其良好的性價比在中小型供水系統得到廣泛使用。

一、

1、 原理
　　液粘調速器是根據牛頓內摩擦定律，利用液體粘性和油膜剪切作用原理發展起來的一種無級調速傳動裝置。由調速器主機油系統和控制器所組成，通過速度反饋實現閉環控制，可實現手動、自動或遠距離控制。適用于大功率風機、水泵等遞減扭矩機械的調速，具有很好的節能效果。
2、 主要特點
　　（1）優點：
　　1）在調速范圍內可實現平穩無級調速，不同轉向性能相同；
　　2）可獲得無滑差高效率的直接傳動，較其它一般調速方案效率提高3~5%；
　　3）可空載或輕載啟動，降低電機啟動電流，延長電機使用壽命；
　　4）可手動控制，還可自動控制，調速精度高；
　　5）結構緊湊、體積小、占地面積小，使用維護簡單；
　　6）全封閉結構、噪聲低。
　　（2）缺點：
　　NT系列液粘調速在實際使用中也存在著比較明顯的缺點，調速性能對液粘油的質量依賴較大。實際工作中，液粘油經常出現浸水、跑漏等現象，影響了液粘油的質量，從而影響調速性能與精度；而且液粘油需循環水冷卻，需定期添加或更換且價格較貴，這就加大了維護的工作量，增加了維護費用。并且，一般液粘調速只適合大功率電機的調速，使用范圍相對狹窄。

二、 電磁調速

1、 原理
　　電磁調速器又稱電磁轉差離合器，主要由電樞與磁極兩個旋轉部分組成。電樞部分與調速異步電動機聯接，是主動部分；磁極部分與異步電動機所拖動的負載聯接，是從動部分，圖（1）為電磁轉差離合器的示意圖。

　　電磁轉差離合器結構有多種形式，但原理是相同的。圖（1）中電樞部分可以裝鼠籠繞組，也可以是整塊鑄鋼。為整塊鑄鋼時,可以看成是無數多根鼠籠條相聯，其中流過的渦流便為鼠籠導條中的電流。磁極上裝有勵磁繞組由直流電流勵磁，極數可多可少。
　　電磁轉差離合器的電樞部分在異步電機運行時，隨異步電動機轉子同速旋轉，轉向設為順時針方向，轉速為n，如圖（2）所示，若勵磁繞組通入的勵磁電流I_L=0，電樞與磁極二者之間既無電的聯系，也無磁的聯系，磁極及所聯之負載不轉動，這時負載相當于被“離開”。若勵磁電流I_L≠0，則磁極有了磁性，磁極與電樞二者之間就有了磁的聯系，由于電樞與磁極之間有相對運動，電樞鼠籠條要感應電動勢，并產生電流，對著N極的導條電流流出紙面，對著S極的則流入紙面。電流在磁場中流過，受力f，使電樞受到逆時針方向的電磁轉矩M，電樞由異步電動機拖著同速轉動，M就是與異步電動機輸出轉矩相平衡的阻轉矩。磁極則受到與電樞同樣大小、相反方向的電磁轉矩，也就是順時針方向的電磁轉矩M，在它的作用下，磁極部分以及負載便順時針轉動，轉速為n’，此時負載相當于被“合上”。若異步電動機旋轉方向為逆時針，通過電磁轉差離合器的作用，負載轉向也為逆時針，二者是一致的。顯然，轉差離合器電磁轉矩M的產生，還有一個先決條件是電樞與磁極兩部分之間有相對運動，因此，負載轉速n’必定小于電動機轉速n（若n’=n，則M=0），所謂轉差離合器的“轉差”指的就是這點。

　　電磁轉差離合器原理與異步電動機很相似，但理想空載點的轉速為異步電動機轉速n而不是同步速n’。勵磁電流I_L越大，磁場越強，改變I_L的大小好象改變異步電動機電源電壓的大小一樣：若轉速相同，則I_c越大，電磁轉矩M也越大；若轉矩相同，則I_L越大，轉速越高。電磁轉差離合器的機械特性如圖（3）所示。改變勵磁電流I_L，就可以調節負載的轉速。
2、電磁調速的優點
　　1) 在調速范圍內可實現平衡的無級調速；
　　2) 空載起動，降低電機啟動電流；
　　3) 控制方法靈活，可實現自動控制；
　　4) 節能效果明顯(見表1)，價格低廉；
　　5) 體積小、操作方便；
　　6) 維護工作小，使用壽命長；
　　7) 適用范圍廣，即可用于高壓大功率電機調速（如10 KV高壓電機），又可用于低壓小功率電機調速（如380 V攪拌機）。
　　8) 恒壓精度高，可達±0.002MPa；
　　9) 設有最低速限制10%~80%可調，防止水泵反轉。
3、電磁調速的缺點
　　從電磁調速的原理中不難發現，電磁調速電機與拖動電機的轉速存在一個差率，永遠不可能相等，因此，不能發揮電機的最高效率。而且，電磁調速一般只適合1000千瓦以下電機的調速。

結論：

　　我們不難得出：電磁調速在使用性能、維護性能、經濟性能上都優于液粘調速，性價比更好，綜合性能更高。

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作者：杜 劍
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