摘要：指出了發電廠風機水泵調速運行的必要性和巨大的節能潛力；討論了各種調速方式的優缺點，并作出了詳細的技術經濟分析。
關鍵詞：風機；水泵；液力耦合器；變頻調速；串級調速；無刷雙饋電機
Techno- economics Analysis of Energy Saving for
Adjusting Speed of Blower and Water Pump in Power Plant
XU Fu- rong
Abstract:This paper introduces the necessity of adjusting speed saving energy of blower and water pump in the power plant and the large latent capacity of saving energy; It also introduces the advantages and disadvantages of various bbbbbbs for adjusting speed and make a detail techno economics analysis.
Keywords:Blower; Water pump;Fluid coupler;Variable frequeney adjusting speed;Cascade adjusting speed;Brushless double-fed machine
3 風機水泵的低效調速節能方案
3．1 液力耦合器
液力耦合器是一種利用液體（多數為油）的動能來傳遞能量的葉片式傳動機械。安裝在定速電動機與風機水泵之間，達到平滑調節轉速的目的。
液力耦合器的調速效率η等于輸出功率P2與輸入功率P1之比。在忽略各種阻力扭矩時可以近似認為：
MB=－MT
式中：MB——穩定流動時，泵輪葉片作用于液體的扭矩；
MT——穩定流動時，液體作用于渦輪的扭矩。
則有：
η=P2/P1≈PT/PB=－MTωT/MBωB=－MTnT/MBnB=nT/nB=i （7）
式中：PB——穩定流動時，泵輪葉片作用于液體的功率；
PT——穩定流動時，液體作用于渦輪的功率；
ωB——對應于MB的轉動角速度；
ωT——對應于MT的轉動角速度；
nB——對應于ωB的轉速；
nT——對應于ωT的轉速。
即在忽略液力耦合器的機械損失和容積損失等損失時，液力耦合器的調速效率等于轉速比。轉速比越小，其調速效率也越低，這是液力耦合器的一個重要工作特性。
當液力耦合器帶泵或風機進行調速傳動時，泵或風機的轉速n等于液力耦合器渦輪的轉速nT，即n=nT，而其軸功率P等于渦輪傳遞的軸功率PT，即P=PT。根據葉片式泵與風機的比例定律，泵與風機的軸功率與其轉速n的三次方成正比：
PT/PTn=(nT/nTmax)3
或改寫成：
PT=PTn(nT/nTmax)3=PTn(nT/nB)3·(nB/nTmax)3=PTni3/in3 (8)
因為i=PT/PB，即PB=PT/i=PTn(i2/in3)，則液力耦合器的轉差損失功率：
ΔP=PB－PT=PTn(i2－i3)/in3 (9)
為了求出最大轉差功率損失處的轉速比i，將式（9）對i求導數，再令導數為零，可求出其極值點，即：
d(ΔP)/di=PTn(2i－3i2)/in3=0
得i=2/3=0.667時
ΔPmax=PTn[(2/3)2－(2/3)3]/in3=（4/27）PTn/in3=0.148PTn/in3=0.148PBn/in2（10）
通常，液力耦合器的in=0.97～0.98，則：
ΔPmax=(0.157～0.162)PTn=(0.154～0.157)PBn （11）
由此證明，液力耦合器帶泵或風機進行調速傳動時，其最大轉差功率損耗ΔPmax發生在轉速比i=2/3處，并不是轉速越低，耗損越大。
雖然液力耦合器工作在低速時其調速效率很低（等于轉速比），但在帶泵與風機調速時，與節流調節相比較，仍具有顯著的節能效果。例如某離心風機，當流量Q=190×103m3/h時，風機的軸功率為158kW，當通過節流調節使流量Q=95×103m3/h時，風機的軸功率為115kW。當用液力耦合器調速時，由于流量為原流量的一半，則風機的軸功率應為其1／8。
158kW×(1/2)3=19.75kW
再考慮到i=1/2時的液力耦合器的效率η=i=0．5。原動機的輸出功率應為19．75kW×2=39.5kW，較之節流調節仍有75.5kW（=115kW－39.5kW)的節電效果，仍是相當可觀的。
液力耦合器的優點是：
——無級調速，調速范圍大，較之節流調節有顯著節能效果；
——可空載起動電動機和逐步起動大慣量負荷，降低了起動電流，使起動更為安全可靠；
——隔離振動，能減輕負荷沖擊，再加之起動電流小，延長了電動機及泵與風機的壽命；
——過載保護，保護電動機及風機水泵；
——除軸承外無其他摩損部件，因滑差損耗產生的熱量均勻地分散到油中，不會引起局部過熱，故工作可靠，能長期無檢修工作，壽命長；
——工作平穩，可以平緩地起動、加速、減速和停車；
——便于控制，液力耦合器是無級調速，便于實現自動控制，適合于各種伺服控制系統；
——能用于大容量泵與風機的變速調節，目前單臺液力耦合器傳遞的功率已達20MW以上。
其缺點是：
——和節流調節相比，增加了初投資，增加了安裝空間，大功率的液力耦合器除本體設備外，還要一套附加的冷油器等輔助設備與管路系統；
——由于液力耦合器的最大轉速比in=0.97～0.98，因此液力耦合器的輸出最大轉速要比輸入轉速低；
——調節延遲時間較長，不適應緊急事故的處理，適合于較高轉速的泵與風機調速的場合；
——調速精度不高，不適宜要求精確轉速的場合使用；
——因為無直聯機構，故液力耦合器一旦發生故障，泵與風機也只能停止工作；
——調速效率低（η=i），等于轉速比，產生的損耗大，在各種變速裝置中屬低效調速裝置。
3．2 液力調速離合器
液力調速離合器是一種以油為工作介質，依靠摩擦力傳遞功率的變速傳動裝置。它是一種新型的液力無級調速傳動裝置，既能實現無級調速，又能象普通離合器一樣，既可將主動部分與從動部分分離，又可將主動部分與從動部分無相對運動地合在一起，所以稱其為液力調速離合器，也稱奧米伽離合器。
其調速特性與液力耦合器基本相似，也屬于低效調速裝置，但其最大調速比in=1，調速效率η=P2/P1=M2ω2/M1ω1=n2/n1=i，當泵與風機相聯、i=2/3時，ΔPmax=0.148PN，體積比液力耦合器較小，投資差不多，但功率較小。
3．3 電磁轉差離合器
電磁轉差離合器的功用和液力耦合器及液力調速離合器相同，都是安裝在定速電動機與泵或風機之間的一種變速傳動裝置，使泵與風機可以實現無級調速。
電磁轉差離合器的基本部件為電樞與磁極，這兩者之間沒有機械聯系，各自可以自由旋轉。電樞是主動部分，直接與電動機的輸出軸連接，并由電動機帶動其旋轉。電樞通常為圓筒形整塊鑄鋼，在外表面常鑄或焊有風扇葉，以提高散熱效果。磁極為從動部分，它通過聯軸器與泵或風機的輸入軸相連。磁極由鐵芯和勵磁繞組組成，勵磁繞組有裝設在轉子上的，也有固定在機殼上的，前者的勵磁電流需通過集電環和電刷引到轉子。圖5所示為電磁轉差離合器的示意圖。從圖5可見，主動部分（電樞）與從動部分（磁極）之間在機械上是分開的，當中有氣隙。當勵磁繞組無勵磁電 流 通 過 時 ， 則 這 兩 部 分 互 不 相 干 ； 只 有 在 通 以 勵 磁 電 流 時 ， 才 能 靠 電 磁 效 應 相 互 聯 系 起 來 。
圖5 電磁轉差離合器示意圖
電磁轉差離合器的調速原理是基于電磁感應定律。當勵磁繞組通以直流電時，沿氣隙圓周面將形成若干對極性交替的磁極，其磁通穿過氣隙與電樞相鏈。當電動機帶動電樞旋轉時，電樞與磁極之間有相對運動，因感應而產生電勢，這一感應電勢將在電樞中形成渦流，其方向可由右手定則確定。此渦流又與磁場的磁通相互作用，產生電磁力，其方向可按左手定則確定，這個力作用于電樞一個轉矩，其方向與電樞的旋轉方向相反，是與帶動電樞旋轉的拖動轉矩相平衡的制動力矩。這個力及力矩也同樣作用在磁極上，其方向與電樞旋轉方向相同，它使磁極沿電樞旋轉方向旋轉，并拖動泵或風機旋轉。
電磁轉差離合器與硬性聯接的普通聯軸器傳動的不同之處是：電磁轉差離合器的磁極轉速n2是可以連續調整的，且n2一定小于電樞轉速n1。這是因為若n2=n1，則磁極與電樞之間不存在相對運動，即電樞沒有切割磁力線，也就不可能在電樞中感應出電勢，更談不上產生力和轉矩了。因此，電磁轉差離合器的磁極與電樞之間必存在一個轉速差Δn=n1－n2，這和異步電動機的原理相似。
磁極轉速n2的高低由磁極磁場的強弱而定，亦即由勵磁電流的大小而定。當勵磁電流大時，n2就高，磁極與電樞之間只要有較小的轉差率，就能產生足夠大的渦流轉矩來帶動負載；當勵磁電流小時，n2就低，必須有大的轉差率才能產生帶動負載的渦流轉矩。所以，改變勵磁電流的大小就可達到泵或風機調速的目的。
根據電磁轉差離合器的上述工作原理，所以它又被稱作渦流聯軸器、渦流式電磁轉差離合器等。
電磁轉差離合器也是一種有轉差損耗的低效調速裝置，調速效率等于調速比，即：η=n2/n1=i，in=0.83～0.87，當與泵或風機聯接調速時，最大調速損耗為：
ΔPmax=0.148P2max/in3=0.148P1max/in2≈(0.23～0.26)P2max
調速的經濟性比液力耦合器及液力調速離合器更差。
其優點是：
——可靠性高，只要把絕緣處理好，就能實現長期無檢修工作；
——占地面積小，控制功率小，一般僅為電動機額定功率的1％～2％；
——結構簡單，加工容易，價格低廉。
其缺點是：
——存在轉差損耗，尤其是當in較低時，運行經濟性較差；
——容量較大時，需采用空冷或水冷，結構較復雜；
——調速響應時間長；
——噪聲較大。
適用于轉速不很高、調速范圍不很寬的中小容量泵與風機的調速傳動。
表4 液力耦合器、液力調速離合器、電磁調速離合器的工作特性比較
| 液力耦合器（HKD） | 液力調速離合器（HVD） | 電磁轉差離合器（渦流聯軸器） | |
|---|---|---|---|
| 可靠性 | 高 | 高 | 高 |
| 可傳遞的最高轉速比n2/n1 | 96％～98％ | 100％ | 80％～90％ |
| 最大傳動效率 | 94％～95％ | 99％ | 78％～95％ |
| 轉速比控制范圍n2/n1 | 0.3～0.97 | 0.3～1.0 | 高in:0.3～0.97低in:0.3～0.83 |
| 電動機空載啟動 | 能夠 | 能夠 | 能夠 |
| 調節響應時間 | 較長 | 很短 | 短 |
| 控制所需功率 | 小 | 很小 | 中 |
| 維護費用 | 低 | 低 | 低至中 |
| 裝置成本 | 中等 | 在轉速低時比液力耦合器要低得多 | 小容量低，大容量中等 |
| 運行壽命 | 長 | 除摩擦片以外，長 | 長 |
| 容量范圍/kW | 30～22000 | 100～15000 | 0.55～10000 |
| 轉速范圍/r·min－1 | 不宜過低 | 無限制 | 不宜很高 |
| 噪聲水平 | 低 | 低 | 較高 |
| 是否防爆 | 是 | 是 | 用YBCT隔爆型系列 |
| 動力制動 | 不能 | 可選擇 | 可選擇 |
| 軸向尺寸長度 | 稍長些 | 稍短些 | 稍短些 |
| 電動機過載保護 | 容易 | 容易 |
用改變鼠籠式電動機定子電壓值實現調速的方法 稱 為 定 子 調 壓 調 速 簡 稱 為 調 壓 調 速 。
鼠 籠 式 電 動 機 在 不 同 的 定 子 電 壓 時 ， 可 以 得 到 一 組 人 為 機 械 特 性 ， 如 圖6所 示 。 由 電 機 學 基 本 原 理 可 知 ， 改 變 電 動 機 的 定 子 電 壓 時 ， 具 有 以 下 特 性 ：
(a)普通鼠籠型 
(b)高轉子電阻值鼠籠型
圖6 鼠籠型電動機變定子電壓時的機械特性
——異步電動機的同步轉速n1不變；
——轉矩M與定子電源電壓U1的平方成正比，即M∝U12；
——最大轉矩Mmax與定子電源電壓U1的平方成正比，即Mmax∝U12；
——當定子電源電壓變化時，最大轉矩處的轉差率scr（臨界轉差率）不變。
在圖6上作出負載轉矩特性曲線，則電動機轉矩轉速特性曲線與負載轉矩轉速特性曲線的交點，即為電動機的運行點。圖上作出了兩種負載轉矩特性曲線：恒轉矩特性曲線和轉矩與轉速平方成比例（M∝n2）的轉矩特性曲線。葉片式泵與風機裝置在裝置靜揚程Hst或裝置靜壓Pst等于零時屬于M∝n2型的轉矩特性曲線。
從圖6可以看出：調壓調速應用于普通鼠籠型電動機時，如果負載是恒轉矩型，則可調速的范圍極小，只能從同步轉速n1至n1sk轉速范圍內調速。當定子電壓由U10降至U20時，運行點由a′變至b′，其轉速變化是很小的，所以恒轉矩負載不適用普通鼠籠型電動機，而應采用高轉子電阻值的鼠籠型電動機。但葉片式泵與風機屬于M∝n2型特性負載，采用普通鼠籠型電動機調壓調速時，可以得到較大的調速范圍，如圖6(a)所示，當定子電壓由U10降至U20、U30時，運行點由a變至b、c。c點雖交于電動機特性曲線的曲線段，但仍能穩定運行。當然，葉片式泵與風機采用高轉子電阻值的鼠籠型電動機調壓調速時，其調速特性會更好一些，見圖6(b)所示。
但以上討論的只是理想的情況，工程實際中，水泵的靜揚程Hst都不可能為零，工業風機除靜壓Pst不可能為零外，其葉輪的靜轉矩Mst就更大了，所以其負載轉矩特性曲線與M軸（水平軸）的交點就會右移，這樣與電動機特性曲線的曲線段基本上成平行的走向，因而沒有穩定的工作點。在風機、水泵運行中，當試圖降低電動機定子電壓時，開始時轉速變化不明顯，繼續降低電壓則電流持續上升，轉速則迅速下降，直至停車，不能穩定運行。
要進行風機、水泵調壓調速，首先必須改變電動機的外特性，新的外特性必須使電動機有一個寬闊的穩定的調速范圍，一般要采用高轉差率電機，交流力矩電機或在繞線式電動機的轉子繞組中串接電阻的方法，并且要加上轉速閉環控制系統，才能進行穩定的調速。其次是要將調速過程中由于轉差功率引起的轉子的溫升很好地導出機外，才能實現長期穩定的工作。這里可以采取旋轉熱管結構，也可采取特殊風道冷卻結構，都是行之有效的方法。
為了對鼠籠型電動機進行定子電壓調節，必須加上調壓裝置。過去常用的方法是用飽和電抗器式調壓裝置、自耦變壓器式調壓器、感應式調壓器等。晶閘管出現以后，由于它不消耗銅鐵材料，體積小，價格低，控制方便，很快成為交流調壓裝置的主要部件。用晶閘管調壓調速的方法是由三只雙向晶閘管或三組反并聯的晶閘管，串接在電動機的定子端。通過控制晶閘管的移相控制角α，就能對交流電壓作阻斷控制，從而改變電動機的端電壓，實現對電動機的調速。
高轉子電阻值的鼠籠型電動機在高轉速范圍工作時，由于其額定轉差率SN大，所以它比普通鼠籠型電動機的效率低，而其在低轉速范圍工作時，由于其機械特性很軟，即負載或電壓稍有波動，就會引起轉速的很大變化，工作不易穩定，實際上無法使用。為了提高調壓調速特性的硬度，常采取具有轉速負反饋的閉環控制系統，如圖7所示。這種系統可得到圖7(b)那樣硬的調速特性。
(a)原 理 圖 (b)閉 環 系 統 靜 特 性
圖7 具 有 轉 速 負 反 饋 的 調 壓 調 速 系 統
1—晶 閘 管 調 壓 器 2—轉 速 調 節 器 3—觸 發 器 4—轉 速 給 定 電 位 器 5—測 速 發 電 機
定子調壓調速的主要優點是線路簡單、可靠，調壓裝置體積小、價格低，使用維修比較方便。此外調壓裝置還可兼作鼠籠型電動機的降壓起動設備，簡化了系統。
調壓裝置的主要缺點是轉差功率損耗大、效率低，屬于低效調速方式，調速特性軟。此外，晶閘管調壓裝置產生的高次諧波會影響電網及電機，如使電動機的損耗、振動和噪聲增大。
調壓調速實際上是一種變轉差率s的調速方式，存在轉差損失，在忽略定子損失時，電動機的效率近似等于轉速比，即
ηd≈i=n2/n1=1－s (12)
實際上電動機及調壓調速系統的損失，還應包括晶閘管調壓裝置的損失。通常，為了提高調壓調速的特性和擴大調速范圍，常需采用高轉子電阻值的鼠籠型電動機。這種電動機的額定轉差率較大，約為10％～12％，因此，它的最高轉速（額定轉速）僅為同步轉速的88％～90％，顯然，這種電動機的轉子損耗大，在額定電壓時效率低。因此，調壓調速方式的經濟性比起液力偶合器、液力調速離合器等的調速方式還要差。
在泵與風機的調速節能方面，調壓調速適用于小容量且調速范圍不大的場合，通常用于100kW以下的鼠籠式電動機調速，調速范圍通常在70％～100％額定轉速之間。
異步電機調壓調速屬于轉差功率消耗型，究竟消耗多少轉差功率是決定這類調速系統工作性能的重要因素。分析表明，轉差功率損耗與系統的調速范圍和所帶負載的性質都有密切關系。
根據電機學原理，異步電機的電磁功率Pm為：
Pm=TeΩ1=Teω1/Pn=Teω/[Pn(1－s)] （13）
若忽略機械損耗等因素的影響，不同性質負載的轉矩TL可近似表示為：
TL=Cωα （14）
式中：C——常數；
α=0、1、2分別代表恒轉矩負載、與轉速成正比的負載和與轉速的二次方成正比的風機泵類負載。
當Te=TL時，代入式（13）后得：
Pm=
=
(1－s)αω1α＋1 （15）
于是，轉差功率
Ps=sPm=
s(1－s)αω1α＋1 （16）
而輸出的機械功率
P2≈(1－s)Pm=
s(1－s)α＋1ω1α＋1 （17）
當s=0時，全部電磁功率都輸出，這時輸出功率最大，為：
P2max=
ω1α＋1 （18）
以P2max為基準值，定義轉差功率損耗系數Ps＊為：
Ps＊=Ps/P2max=s(1－s)α (19)
這是標志轉差功率損耗的指標。
圖8繪出了按式（13）確定的不同類型負載特性和電機調壓時的機械特性，當U1=U1N時各類負載特性都通過額定工作點。圖9則表示按式（19）畫出的不同類型負載時轉差功率損耗系數與轉差率的關系曲線。
圖8 不同類型的負載特性和異步電機的調壓機械特性
圖9 不同類型負載時轉差功率損耗系數與轉差率的關系曲線
對于恒轉矩負載，α=0，轉差功率損耗系數與s成正比。當α=1或α=2時，在s=0和s=1處都有Ps＊=0，而在某一s值處Ps＊最大。為了求出此最大值Psm＊，將式（19）對s求導，并令此導數等于零
dPs＊/ds=(1－s)α－αs(1－s)α－1=(1－s)α－1[1－s－αs]=(1－s)α－1[1－(1＋α )s]=0
則Ps＊最大時的轉差率
sm=1/(1＋α) (20)
將式（20）代入式（19）得最大轉差功率損耗系數
Psm＊=αα/(1＋α)α＋1 (21)
對于α=0、1、2，代入式（20）和式（21），計算結果列于表5。
表5 不同負載時的sm和值Psm＊
| α | 0 | 1 | 2 |
|---|---|---|---|
| sm | 1 | 0.5 | 0.33 |
| Psm＊ | 1 | 0.25 | 0.148 |
根據以上的分析和計算，可歸納出下述結論：
——對于恒轉矩負載，Ps＊和s成正比，轉速越低，轉差功率損耗越大，這時調壓調速的異步電機不宜長期在低速下工作；
——對于轉矩與轉速成正比的負載（α=1），當s=0.5時，轉差功率損耗系數最大，其值為Psm＊=0.25；
——對于風機泵類負載（α=2），當s=0.33時，最大的轉差功率損耗系數只有0.148，在整個s=0～1區間，Ps＊值都較小，因此，調壓調速對風機水泵類負載還是比較合適的。
3．5 繞線式電動機轉子串電阻調速
由電機學可知，繞線式異步電動機的轉子經集電環和電刷串接外加電阻后，可以改變電動機的轉差率s，亦即改變轉速。其串接電阻R值與轉差率s的關系如下：
M∝n2（平方轉矩，如葉片式泵與風機負載時）
R=[s(1－sN)2/sN(1－s)2]r2－r2（Ω） （22）
M=const（恒轉矩）負載時
R=（s/sN）r2－r2（Ω） （23）
上兩式中：sN——額定轉速時的轉差率；
r2——轉子繞組每相的內電阻，Ω。
如圖10所示，繞線式異步電動機三相電路轉子內各串接外電阻R時，其機械特性曲線要發生變化，與負載的轉矩－轉速特性曲線的交點（即工作點）亦要發生變化。串接的外電阻越大（不論是M=常數的恒轉矩負載或是M∝n2的平方轉矩負載），相應的轉速降低越多。所以，繞線式異步電動機，通過改變其轉子串接的外電阻可實現調速。
繞線式異步電動機起動時也常采用轉子串接外電阻方式。如圖10所示，轉子內阻增加時，一方面可以減少起動電流，另一方面可以增加起動轉矩Mq。
圖10 繞線式異步電動機轉子接外電阻調速時的機械特性R″>R′>R1
繞線式異步電動機轉子串接的外加電阻，可以選擇下述任一種：
——串金屬電阻 這是一種有級調速，通過電磁接觸器逐級切換。其缺點是不能連續調速，且電磁接觸器易損壞，維修工作量大。
——串液體電阻 串液體電阻可實現平滑無級調速。電阻液用相對密度比為0．5％～5％的碳酸氫鈉水溶液，其濃度可根據所需外串電阻值選擇。串液體電阻的優點還有：起動時沖擊電流小、體積小、觸頭不易過熱。
——斬波器控制等效電阻調速 如圖11所示。
圖11 斬波器控制等效電阻原理圖
從轉子端向斬波器看過去，相當于在X－Y上接一個等效電阻R＊。當晶閘管導通時R＊=0，晶閘管斷開時R＊=Rex。因此，調節晶閘管在導通和斷開的一個斬波周期內的占空比，就可以得到從零到Rex變化的電阻R＊。故斬波器調速可以實現無觸點、無級調速。
繞線式異步電動機轉子串電阻調速屬于有轉差損失的低效調速方式。葉片式泵與風機采用這種調速方式時，其調速效率等于轉速比，即η =n2/n1=i，式中n2為電動機串接電阻R時的轉速，n1為電動機的外接電阻R=0時的轉速；其轉差損失的最大值發生在2／3額定轉速處，即Δ Pmax=0.148Pn，式中Pn為電動機在額定轉速時（即R=0時）的輸出功率，即繞線式電動機轉子串電阻調速時，調速效率η和轉差損失的規律與液力調速離合器相同。
從圖10轉子串電阻調速時的機械特性可以看出：轉子串接的電阻值R越大，其機械特性也越軟，即轉矩很小的變化將引起轉速較大的波動；在負載小時（即轉矩小時），其調速范圍變窄。
轉子串電阻調速方式的優點是：調速方法簡單，不需要復雜的控制設備，一次投資低，容易實施；可靠性高，功率因數高，啟動設備和調速設備合為一體。缺點是：只能用于繞線式異步電動機；因其有集電環和電刷，使用環境受到限制，只適于在環境溫度40℃以下使用，在灰塵多的地方要采用全封閉式繞線式電動機；不宜用于振動大的場地；屬于低效調速方式，其轉差損失在外加電阻上以熱能形式散發；在調速時機械特性較軟，尤其在調速范圍較大時，缺點更為突出。
通常，轉子串電阻調速方式適用于調速范圍不大，對電動機機械特性硬度要求不高的場合。如中、小容量泵與風機的調速。過去國內外火力發電廠的鍋爐送、引風機和鍋爐給水泵有用繞線式異步電動機轉子串電阻調速的。至今我國鍋爐送、引風機仍有采用這一調速方式的。
3．6 各種低效調速方式的節能效果比較
所謂低效調速方式，就是指在調速過程中有轉差損失的調速方式，包括液力耦合器調速、液力調速離合器調速、電磁轉差離合器調速、定子調壓調速以及繞線式電動機轉子串電阻調速。這些調速方式的共同點是調速效率等于轉速比，即η=n2/n1=i。但這并不意味著節能效果都相同。
上述調速方式中，液力調速離合器調速和繞線式電動機轉子串電阻調速是節能效果最好的。這是因為采用這兩種調速方式時，泵與風機的最高轉速仍可達到電動機未調速時的額定轉速，它們在電動機額定轉速的2／3時產生的轉差損失為最大，這時的最大轉差損失ΔPmax為0.148Pn，Pn是指泵或風機在實際工作中能達到的最高轉速n2max時所需的軸功率值。
液力耦合器和電磁調速離合器用在泵或風機上時，風機和水泵的最高轉速就達不到電動機的額定轉速。這是因為液力耦合器和電磁轉差離合器與電動機連接的主動部分與泵與風機連接的被動部分間必須維持一定的轉速差才能維持正常工作。設風機和水泵最高轉速n2max時的轉速比in=n2max/n1，對于液力耦合器in=0.97～0.98；對于電磁轉差離合器，過去in=0.83～0.87，現在的新產品in=0.94～0.96。液力耦合器和電磁轉差離合器也是在2／3額定轉速時產生的最大轉差損失Δ Pmax=0.148Pn/in3?？梢娨毫︸詈掀骱碗姶呸D差離合器的轉差損失實際比液力調速離合器和轉子串電阻方式大。在非額定轉速時，這幾種低效調速方式的轉差損失ΔP均可用式Δ P=Pn(i2－i3)/in3表示。故在相同轉速比i下，in越小，轉差損失越大。應注意的是，因液力耦合器和電磁轉差離合器的in<1，故泵或風機應用它們調速時的最大轉速就達不到電動機的額定轉速，因之它們的出力也小于額定轉速時的出力，必要時就需要加大泵或風機的額定容量，即加大泵或風機的尺寸。
至于調壓調速裝置，除了調速效率等于轉速比及轉差損失與上述調速方式相同之外，其晶閘管調速電路將產生損耗，并產生高次諧波影響電動機的性能。此外，調壓調速裝置通常配置高轉子電阻的鼠籠型電動機，它的效率比普通鼠籠型電動機要低。所以它是上述低效調速方式中節能效果最差的。
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