[摘 要]简介了一种在液体电阻起动器基础上开发研制出的液体电阻调速装置，该装置适用于高压大中型绕线式异步电动机，尤其适于大型干法水泥生产线中的高温风机。本文介绍了液体电阻调速器的基本调速原理和特点，以及在窑尾高温风机中的应用效果。 
[关键词] 液体电阻调速器 调速比 液力偶合器 
0 概述 
  山东鲁南水泥有限公司2004年8月份投产的5000t/d熟料生产线中，高温风机选用的是重庆通用集团的产品，型号是W6—2×39 NO31.5F，风量是853000～880000m3/h，转速是300～950r/min，其调速装置摒弃了传统的液力偶合器，而使用了襄樊液体电阻调速装置，型号是YQT—4500。本文将从液体电阻调速器的调速原理、特点及应用效果等，对其做一介绍。 
1 液体电阻调速器 
液体电阻调速器是近几年在液体电阻起动器的基础上，通过研制开发，生产出的一种适用于风机水泵类负载的调速装置，其控制可靠、经济实用、维护简单，节电效果显著。 
1.1液体电阻调速器结构 
液体电阻调速器主要有液体电阻柜与冷却系统两部分组成。液体电阻柜内设液阻箱，液阻箱内分三隔，每隔一相，有动静极板组成可变电阻，柜内设有电气控制系统和磁力泵，可远距离中控或现场手动按键调节，实现电机转速的微机反馈控制，如图1所示。冷却系统由液体管路、冷热交换器及循环水泵组成，该系统确保液阻箱内温度恒定，保证电阻值稳定，电机转速稳定。 
1.2 液力偶合器 
高温风机在水泥生产中是举足轻重的大型设备，其运行状况的好坏直接影响生产的正常运行。传统的高温风机，其调速大都采用液力偶合器进行调速。   
液力偶合器是一种耗能型的机械调速装置，调速越深（转速越低）损耗越大，特别是恒转矩负载，由于原传动输入功率不变，损耗功率将转速损失成比例增大。对于风机泵类负载，由于负载转矩按转速平方率变化，原传动输入功率则按转速的平方率降低，损耗功率相对小一些，但输出功率是按转速的立方率减小，调速效率仍然很低。                                                       
        
  其平均效率约在50%左右，所以，液力偶合器的优缺点总结如下：首先，其优点是液力偶合器能适于任何形式的电机，不仅是绕线电机；其缺点有：（1）液力偶合器的效率较低，平均效率约为50%；（2）液力偶合器维护量较大，维护费用较高；（3）液力偶合器最初输出转速达不到输入转速，最小也有3%～5%的滑差；（4）液力偶合器一旦出现故障必须停机而影响整体生产。 
  鲁南水泥有限公司先前两条2300t/d老线的高温风机，曾多次因液力偶合器漏油严重、温度过高等故障而影响生产，但苦于电机基础很难改动，我们没有对其进行液体电阻调速的改造。鉴于此，我们对新建5000t/d生产线的2500kw高温风机采用了液体电阻调速装置。 
2 液体电阻调速器调速原理及特点 
  众所周知，通过改变电机的转速n，将直接改变影响管网的风量Q、风压H和轴功率P，其中风量Q与转速n成正比，风压H与转速的 n2成正比，轴功率P与转速的 n3成正比。目前，我们常见的调速方式有变极调速、变频调速和变转差率调速三种，其中变极调速对连续无级调速的设备不能适用；变频调速对一般的低压电机还可以，但对高压设备的来讲变频调速前期投资过高，高压变频器价格一般在1700～2400元/KW，其性价比与液体电阻调速项比较低；而变转差率调速则可通过改变转子回路的电阻来达到。在转子回路中，转差率S随转子电阻的增大而增大，如图4所示，当Rf=0时，电机达到全速ne，串接的电阻Rf越大，转差率S越大，电机转速就越低。故改变电机转子回路串接电阻的大小，便可获得不同的转速。液体电阻调速器就是通过移动液阻箱内极板间的距离，以改变电机转子回路串接的液体电阻来调整电机转速的。同时，从电动机的同步转速n及最大转矩ML与转子回路串接电阻Rf的大小无关，所以液体电阻调速没有改变电动机的同步转速及最大转矩。 
    
            
液体电阻调速器的特点如下：（1）可对大型绕线异步电动机进行无级调速，调速比为2：1；（2）有软起动的功能，有起动平稳、起动电流较小的特点；（3）与阀门调整风量、液力偶合器调速相比，节能显著，这一点从电动机的功率消耗曲线图可以看出；（4）从变频调速相比更经济可靠实用，维护更简单。 
3 应用效果 
  在我们公司5000T/D生产线中，窑尾高温风机为6KV高压绕线性电机，型号为YRKK800-6，拖动功率为2500KW,最高转速为994r/min。使用液体电阻调速器后，窑系统投产后将风门全开，电机的转速一般运行在870 r/min，平均吨熟料电耗为69kwh，节电率约为34%。由于风机风门全开，改善了窑内通风情况，风量在自动调节时还避免了电压波动对风量的影响，使系统风量均衡、热工制度稳定。整台设备自8月份运行至今，除对液阻箱补加少许水外，没有出现一次故障，液阻箱内的水温基本维持在35°C左右。   
  在液体电阻调速器的应用中，要注意三个问题：一是为满足工艺的要求，在使用过程中要保留风量调节阀门，以便在管网风压不能满足生产要求时，对其进行调节；二是开车调试中，尽量不要频繁起停，以免温度过高而报警停车；三是冷却系统中的冷却水，尽量使用水泥企业的大循环水，以确保液阻箱内温度恒定，保证电机转速稳定。 
4 结束语   
  液体电阻调速器在山东鲁南水泥有限公司2500KW高温风机上使用至今，运行平稳可靠，操作简便，节电显著，值得在大型绕线电机上推广使用，尤其是水泥生产线中的高温风机。