第46 页代之。

串级调速范围一般为50%~100%。

如果不加速度反馈环节，调速特性较软。

欲得到优良的调速特性，可加装速度反馈（如相位内反馈或测速发电机外反馈）和电流反馈环节。

串级调速装置的投资可在1年半左右收回。

(4) 变极调速。

根据式(2-3-7)和式(2-3-8)，交流电动机的转速与极对数成反比，通过变换定子绕组的接法改变极对数，可实现有极（分档）调速。

按极数分为6/4 级、8/4级、8/6级、10/8级、12/6 级、20/16级、12/8/6级、12/8/6/4级等；按速度分为双速、三速和四速电机；按定子绕组分为单绕组和双绕组；按转换开关分为空气式、油浸式和真空室，前者适合低压电机，后两种适配高压电机。

(5) 电磁调速电机。

电磁调速电机简称滑差电机，又名电磁滑差离合器。

它是在鼠笼型电动机的轴端加装一级电磁滑差离合器，合为一体而成。

电磁离合器有两个旋转体，其电枢旋转体由原动机直接驱动，联接轴成为主动轴；磁极旋转体的从动轴与负载联接。

电磁调速电机调速范围一般为10%~80%；带有速度反馈闭环控制的电机，调速范围为11:0，调速精度为2.5%左右。

这种调速电机结构简单，坚固耐用，对电网干扰小，投资回收期为1年左右。

但因高速损失（丢转）较大，低速功耗较多（最高达15%），仅适用于1200r/min以下的中小功率负载。

(6) 变阻调速。

根据式(2-3-9)，在绕线型电动机的转子中串入可变电阻，可减少转子电流，以降低电动机的转矩，从而加大转差率，达到变阻调速目的。

串入的电阻越大，转差率越大，转速就越低，机械特性也越软，达到变阻调速目的。

串入的电阻越大，转差率越大，转速就越低，机械特性也越软，而且消耗在电阻器上的转差功率也就越大。

因此，这种调速方式效率越低，更不适宜低速调节。

调速范围一般为50%~100%，只能有级（分档）调速，不易无级调节。

虽然变阻调速方式有转差损耗，但对于功耗随转数的3 次方降低的风机泵类变量设备来说，仍不失一种简易可行的节能措施。

(7) 液体调速离合器。

这是一种利用液体的粘性和油膜的剪切作用传递动力的新式机械滑差离合器，亦称液粘调速离合器。

它通过速度控制和压力阀来控制离合器活塞的油压，改变离合器摩擦片间的相对位置，即改变离合器的转差，实现无级调速。

其调速范围一般为10%~95%，即使速度升至91%以上时，其效率仍能上升，告诉丢转较少（理论为零），转差损耗也较小。

其调速精度可达±1%，投资的回收期约1年左右。

(8) 液力偶合器液力偶合器也是一种中间环节的调速装置。

它仍以鼠笼型电动机为原动机，而以液体（油）为工质，由泵轮（主动轮）和涡轮（从动轮）组成。

原动机驱动泵轮，泵轮带动工质油旋转，油产生动能和压力，推动涡轮旋转，涡轮轴驱动负载。

调节充油率（或充油量）便可改变工质油的动能和压力，从而改变泵轮和涡轮的转差，实现液力耦合无极调速。

按液力偶合器的结构分为进口调节式、出口调节式和进出口调节式三种类型；按其用途分为普通型、限矩型和调速型。

容量从几十千瓦到近万千瓦，调速范围为10%~90%；调第47 页速比5:1和4:1，适合于3000r/min以下大容量风机泵类负载。

其可靠性较高，投资回收期约1 年左右；但需要油、水泵系统维修，高速丢转约5%~10%；低速转差功耗大，最高达额定功率的15%。

以上称为交流调速类型。

还有一些复合型调速方式，如变级变压调速方式，变压变阻调速方式，变压电磁离合器，变压液力或液粘离合器等方式，都有提高电动机运行效率和功率因素、改善调速特性之功能。

(9) 变压调速。

已知T∝U2(2-3-11)式中T——电动机转矩。

根据式(2-3-11)，电动机的转矩与输入定子的电压的平方近似成正比变化的原理，降低定子电压即可减小电动机转矩，从而加入转差率，实现变压调速。

由于普通鼠笼型电动机的转子绕组电阻很小，低速时的短路电流很大，仅适合小容量电机在80%~100%范围内变压调速；而适配高阻式笼型电机和绕线型电机，可在70%~100%范围内变压调速；特别适合力矩式电机，调速范围可扩大为10%~100%。

2.3.3.2 调速装置选择(1)技术成熟程度。

根据国内交流调速装置的科研、生产和使用情况，目前技术成熟并具有一定规模系列化生产能力的交流调速装置有：适配鼠笼型电动机的变级调速装置（双速或多速电机）、电磁调速电机、液力偶合器与液体调速离合器、低中压小容量变频调速装置、高-低压中大容量变频调速集成系统；适配绕线式电动机的串级调速装置、双馈电机、变压和变阻调速装置。

对于大功率变频调速装置、无换向器电机，须进一步开发、系列化和产业化。

(2)调速参数要求。

调速装置应能满足功率要求、变量规律、调速范围、调速精度、速度稳定性等参数要求。

风机泵类变量设备的运行规律，按其流量的变化范围和在每种变量下运行的时间来分，主要有以下四种类型：1）高变量型。

超过90%流量时，各种调速方式的节能效果与人口节流方式相近，故不宜调速运行，节流控制即够用了，以节省不必要的投资。

当超过85%流量时，一些有转差损耗的调速方式（如液力偶合器、电磁调速电机、变压与变阻调速）的节能效果与人口节流方式相近，只能采用高速调速方式，如变频或串级调速。

在60%~100%变量范围内，上述几种调速方式均可使用。

2）低变量型。

以变频方式最佳。

3）全变量型。

视其流量和时间选定类型，低流量时间长，可采用变频方式；若高流量时间长，则用变频或串调方式，也可用有转差损耗的调速方式；当流量长时间超过85% 时，就不宜用有转差损耗的调速方式；若流量长时间超过90%时，只好切换至全速运行，在入口处节流控制。

4）全变量间歇性。

变频方式可以较其他调速装置获得较大的节能效果。

表2-3-1列出了几种技术成熟的交通调速方式所适宜的流量变化范围。

(3)经济效益分析。

第48 页对于技术成熟且又适宜运行规律的交流调速方式，还要视其投入产出比是否合算。

这就要比较不同调速方式的节能效益、运行效率、功率因数、谐波含量和投资的回收期，再作选择。

12≤33 12 13 14变频（交—交大功率），双馈变频（交—直—交），双馈，液粘，液力，电磁 变频（交—直—交），双馈，液粘，液力，电磁 变频（交—直—交）调速装置的节电率与调速系统的运行效率有关。

变频调速、无换向器电机、双馈电机 和串级调速效率最高，同属于高效调速方式；而交流整流子电机、变阻调速、液力偶合器、 液粘离合器、电磁调速电机和变压调速方式，因均有转差损耗，效率较低，尤其是低速时 效率更低。

这两大类调速方式以有无转差功耗为标志，高效调速方式的节电率要比有转差 功耗的调速方式高出 10%~30%。

不同调速方式总效率对比如表 2-3-2 所列。

节电率的计算一般只考虑有功功率，但无功功率也不能忽视。

如表 2-3-3 所示，其中， 属 PWM 型变频调速装置的功率因数最高，在 40%~100%调速范围内，均可高达 0.9~0.98 以上；有转差功耗的调速方式的功率因素较高，对比节流方式有节电效益；而高效调速方 式的功率因数多偏低，特别是低速时更低。

一方面要从内部找措施，如在串调装置加斩波 器，cosφ 可提高到 0.8 以上；另一方面可从外电路上补偿，如安装补偿电容器；但第 49 页PWM 变频装置勿需电容器补偿，功率因素高达0.98，即使在 40%转数下也能达 0.97。

(4)安装维护条件。

选择调速方式还应考虑环境温度、湿度、粉尘、燃气、面积及空间等条件。

如纺织行 业的空调机调速装置和电机，均应有防护棉花绒措施，或采用密封形式；在有可燃气体的 场合，调速装置和电机应选用防爆式；水泵的调速装置应进行三防处理，电机最低限应是33~100 20~100 10~100防滴式；在不允许停歇的场合，调速装置应有切换全速措施，以备调速装置一旦发生故障，及时全速运行，保留节流方式；或采用多运行模式，如变频-工频、串级-变阻-全速节流等，确保生产连续性和安全性。

2.3.4 节电型低压电器的选用采用具有节电效果的低压电器更新老产品，例如：(1)用RT20系列、RT16（NT型）系列熔断器取代RT0 系列熔器，RT20和RT16采用新熔片结构和点锡先进工艺，降低了熔断器熔体的电阻，从而减少了熔断器功耗，RT20和RT16系列与RT0系数列相比，全系列平均节电率为15%，每只熔断器平均可节电约3W。

(2)用JR20系列、T系列热继电器取代JR0和JR16系列热继电器。

JR20 和T系列热继电器采用适当降低整定电流调节比和动作行程的方法，减少动作和热元件的电阻，从而降低热继电器功耗。

JR20和T 系列与JR0 和JR16 系列比，全系列平均节电率为30%，每只热继电器平均可节电约4W。

(3)AD1 系列信号灯采用了高电压小功率灯泡，取代原XD2、XD3、XD5 和XD6 老系列信号灯，显著地降低了电耗。

此外，发光二极管芯群组装成AD 系列信号灯，功耗仅为老产品的17%，新型信号灯AD1和AD 系列与XD2、XD3、XD5、XD6 相比，全系列平均节电率为70%，每只信号灯平均节电约8W。

2.4 提高电能质量的措施2.4.1 电能质量的标准及其主要指标2.4.1.1 供电电压允许偏差GB/T12325——2003《电能质量供电电压允许偏差》允许的供电电压偏差如下：(1)35kV 及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系统电压的10%。

(2)10kV 及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%、-10%。

(3)220V 单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。

(4)对供电电压允许偏差有特殊要求的用户，有供用电双方协议确定。

2.4.1.2 电力系统频率允许偏差GB/T 15945——1995《电能质量电力系统频率允许偏差》允许的电力系统频率偏差如下：第50页(1)电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz。

当系统容量较小时，偏差值可以放宽到±0.5Hz。

(2)用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过±0.2Hz，根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动限值。

但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全、稳定运行以及正常供电。

2.4.1.3 三相电压允许不平衡度GB/T 15543——1995《电能质量 三相电压允许不平衡度》允许的三相电压不平衡度允 许值如下：(1) 电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为 2%，短时不超过 4%。

电气设备 额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定，例如旋转电机按 GB 755《旋转电机 基本技术要求》规定。

(2) 接于公共接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为 1.3%，根据 连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，可作适当变动，但 必须满足 2.4.1.3 中(1)条的要求。