1  调速液力偶合器工作原理及结构特点

　　液力偶合器是一种以液体为介质、靠液体动量的变化来传递功率的装置，其工作原理如图1所示。由日常生活经验可知，若象图1那样将两个电风扇叶轮对面放置，当左边的风扇通电旋转后，吹出的风就会带动右边风扇转动。可以设想，若把左风扇的叶轮换成离心水泵的泵轮，把右风扇的叶轮换成水轮机的涡轮，并用一个壳体将这两个叶轮包容起来形成一个密闭的空腔，在这空腔中充满工作油(常用20号汽轮机油)，当电动机带动泵轮旋转时，液体在离心力的作用下由中心向外流动，从泵轮外缘流出的液流进入涡轮并冲击涡轮旋转，从涡轮内缘流出的液流又进入泵轮进行下一个循环，通过液体的这种流动就实现了能量从泵轮到涡轮的传递。偶合器工作腔中工作油充注的多少与其传递扭矩的能力有直接关系，所以只要调节偶合器中工作油的充满程度就能改变负载机的转速，即能实现调速。

图1　液力偶合器工作原理

按照结构的不同，可以将偶合器分为普通型、无箱体型、带齿轮箱型及立式型四种。

由于液力偶合器是通过液体传递功率的，故与其他传动方式相比具有以下特点：①柔性传动；②工作寿命长；③结构简单、操作方便、维修量小；④调速范围大。当用于离心风机时可调至1/5，用于容积式风机时可调至1/3；⑤效率较高；⑥能用于潮湿、粉尘、腐蚀性等恶劣的环境；⑦易于实现遥控及自控等。

在交流恒速电动机和负载机之间装设调速液力偶合器可以起到以下作用：①实现负载机的无级变速运转，用转速调节代替阀门调节可以获得明显节电效果；②空载启动电机，缩短启动时间，减小启动电流及其对电网的冲击；③过负载保护；④能隔离及吸收振动；⑤实现多机驱动的负载均布。

2  调速液力偶合器应用实例

2.1  在回转窑窑尾风机上的应用
　　窑尾排风机多用由交流电动机恒速驱动的离心式高温风机，风量与风压的调节采用三轴阀门进行，这样就在阀门上消耗了许多能量。若改用调速调节代替节流调节时就可以把这部分能量节约下来。

图2　 离心式风机特性曲线

　　图2所示为离心式风机特性曲线，其中H_１－Q曲线表示风机转速n=100%的扬程一流量曲线，也即定速风机的特定曲线，曲线H₁－Q、H_２－Q、H₃－Q……组成的曲线组表示变速风机在不同转速时的特性曲线，曲线W－Q表示管路系统的阻力曲线。两曲线H₁–Q和W–Q的交点P₁是定速风机的额定工况点，此时风机效率也最高。对定速风机而言，当要调节其流量和压头时，只有用调节系统阻力方法，改变阻力曲线W–Q，如增加阻力时曲线W–Q就可变为W′-Q，此时W′-Q与H₁–Q的交点P′就是新工况点。对于调速风机而言则只要调节风机的转速就可方便地实现工况调节，如当转速从100%调至50%时，风机的特性曲线就变成H₄–Q，由于管路阻力不变，W–Q曲线不动，则新的交点P₄就是风机新运行工况点。当风机在P₁′点运行时耗功为,在P₄点运行时耗功为，由此可知，当同样调至梳量Q′工况时，用调速代替节流调节就可节约耗功。图3所示为离心风机采用阀门节流调节和调速调节时的耗功曲线，两曲线之间的纵座标差值就是所节约的能量。

图3 　节流调节和调速调节时风机耗功曲线