[科普中国]-水电阻

靠溶解在水中的电解质离子导电，电解质充满于两个平面极板之间，构成一个电容状的导电体，自身无感性元件，故与频敏、电抗器等起动设备相比，有提高电动机的功率因数，节能降耗的功能。此技术最早发源于日本，在1985年上半年被引进到中国，在当今大容量电机上得到广泛的应用，现阶段比较适合中国的国情，因而在国内各大工矿企业大量普及使用。

定义由于电动机直接起动时，起动电流会达到电机额定电流的7~8倍，一般上一级变压器的容量都承受不了，特别是大功率的电机，必须加装起动设备，否则会造成变压器局部下跳闸。水电阻是指利用电解液的阻值特性，通过调节极板间距离来实现电机的软启动或者调速软起动装置用于大中型高压鼠笼（绕线式）交流异步电动机或异步起动的高压同步电动机，作降压起动之用。使用该装置起动的电机具有起动电流小且恒定、转矩逐步增加的软起动特性， 起动过程中无电流冲击和机械冲击，起动时对电网影响小，无电磁干扰、 是起动电抗器和自耦降压起动器的理想替代产品 ， 相对于高压变频软起动器而言，又具有明显的操作简单、免维护、无谐波污染等优势。1

基本原理靠溶解在水中的电解质（NaHCO3）离子导电，电解质充满于两个平面极板之间，构成一个电容状的导电体，自身无感性元件，故与频敏、电抗器等起动设备相比，有提高电动机的功率因数，节能降耗的功能。水电阻串入电动机定子回路以后，不仅能改变电动机的转差率S，达到调速的目的，还能增加电动机起动时的转矩，减小起动电流。具有平滑无级调速，并可使转速达到额定转速。HYT系列水阻调速器是以改变串入电机转子回路的水电阻来调节电机转速的，电阻越大，电机转速越低；电阻为零，电机达 到全速。2

技术特点优点1）大中型绕线异步电动机进行无级调速，调速比可达2：1，完全可以满足设备所需的调速范围；

2）作电动机起动之用，具备水阻软起动器起动电流小，起动平稳等全部优点；

3）与变频调速、可控硅串级调速相比更经济可靠实用，且维护简单；

4）液力偶合器相比，布置灵活，使用方便，另外，用液力偶合器后，工作机械达不到电机的全速，而用本调速 器则可达到；

5）为风量与转速成正比，该调速器调节风量的线性度更好。可将液体电阻循环冷却降温。

缺点1、通过调节极板距离改变电阻，精度和灵敏度低；

2、需要经常加水；

3、环境温度变化对起动特性有影响，温度变化比较大的地方一般需要加装空调。2

种类应用场所水电阻在水泥、钢铁制造业中广泛使用，可以装于转子，也可装于定子。

分类根据水电阻使用方式的不同，将其分为启动和调速两类

1）水电阻起动柜（适用于任何高压电机，转子串水电阻的可以配进相机补偿无功）；

2）水电阻调速柜，原理由串极调速而来。特点：适用的场合对环境要求不高，可靠性好，成本极低。缺点：水电阻对环境低温（0度以下时，要有自动加热装置）既受环境温度和弱碱的配比影响，效率不如变频。对高压绕线式电机来说，水电阻调速性价比是最好的，这是没说的。存在的问题：没有进一步量化控制。水电阻的可靠性很高，但成本只有高压变频的1/4-1/3。就成本来说，用户肯定首选水电阻。但是论科技含量当然不如高压变频。2

比较1、大容量变频器产生的高次谐波对电网产生比较大的污染，使电力变压器发热，干扰弱电仪表的运行，并且功率因数低，在50%的额定转速时功率因数只有0.3～0.5。而液体电阻调速不仅不产生任何谐波，而且在任何低速下都能维持电机功率因数达0.8～0.9，可明显地改善电网质量，提高功率因数，同时变频调速技术复杂，维修困难，而液体电阻迅速简单实用，维护方便。

2、从能量转换角度上看，液体电阻调速器是将全部的转差率转换成热能的形式，即它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低，转速约低，调速效率约低，全速时高于变频，变频则无上述缺点。

3、变频可以实现从零到全速的调速过程，而水阻调速比为1：2。

4、目前低压变频器成熟产品最大功率只有315KW，而水阻调速可以达到3200KW，高压变频器责价格昂贵（电机容量大于250KW后一般都采用高压。因为在运行中，低压损耗大、不经济、不合理）。

5、变频器受环境温度影响很小，而水电阻对环境温度变化敏感，有些场所需要加恒温措施。

6、水电阻需要加水，而变频器则不用。

7、水电阻调节精度低，变频器调节精度高，在精确调速方面有几大的优势。

结论

通过以上比较，变频调速与水阻调速各有优劣。针对实际情况，水阻调速的性价比更优于变频器，更为合理，建议用水阻调速，水电阻使用了以后主要是能降低初期投资，但是长期来说不知道划算不，高压变频器用于调速的风机和水泵，一般使用后在两三年就能收回设备投资成本，而水电阻却不知道能不能收回成本。应该说调速就能节能，但是到底多少也没个案例，水电阻调速只能应用于绕线式电动机，学过电工的都知道，绕线式电动机调速的方式就是在转子绕组中串电阻来实现的，而水电阻调速就是在水中加入电解质后形成一定的电阻，把水电阻串在转子回路中，从来达到调速的目地.水电阻调速在水泥\钢铁厂都有应用，主要是因为投资低的原因，另外，使用也是有局限性的，只能应用在绕线式电动机。在笼型电机上应用只能起到软起动的作用，最大可以起动上万千瓦的电机。1

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所