一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，其不改變現(xiàn)有電動機(jī)與基于增速齒輪功能的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器以及與驅(qū)動負(fù)載之間的連接方式，通過對其實施技術(shù)改造，主要是通過對基于增速齒輪功能的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的內(nèi)部實施局部改造，保持現(xiàn)有系統(tǒng)不變的情況下，增加一臺外置輔助工作油泵和輔助潤滑油泵，增加基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的高效率、定速輸出功能，以適應(yīng)電動機(jī)通過變頻器驅(qū)動基于增速齒輪功能的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的負(fù)載，使之其滿足變頻調(diào)速改造的需要。
【專利說明】一種基于増速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機(jī)電結(jié)合節(jié)能調(diào)速領(lǐng)域，特別是涉及一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國電力電網(wǎng)提供的工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)頻率為固定頻率50Hz，當(dāng)工業(yè)用三相鼠籠式異步電動機(jī)采用工業(yè)用電驅(qū)動時，一般其最大轉(zhuǎn)速小于3000RPM，在許多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，需要求電動機(jī)的轉(zhuǎn)速往往大于3000RPM。因此，工頻電源驅(qū)動電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速滿足不了實際工況需求，需要在電動機(jī)的輸出端增加增速齒輪箱。同時，在轉(zhuǎn)速增加的同時，對于不同的負(fù)載類型，還需要對其輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)的控制及調(diào)節(jié)。對此，需要在電機(jī)輸出端增加“基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器”，但是由于該設(shè)備在調(diào)速過程中，由于基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的自身固有特性，在當(dāng)其輸出額定轉(zhuǎn)速時，其功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最高值；而當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速低于額定輸出轉(zhuǎn)速時，其功率轉(zhuǎn)換效率與轉(zhuǎn)速成正比下降關(guān)系。因此，為提高其轉(zhuǎn)換效率，減少基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的工作能耗，將基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器功率轉(zhuǎn)換效率固定到其高效率點，對驅(qū)動基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的電動機(jī)增加變頻器對其實現(xiàn)變頻調(diào)速，達(dá)到節(jié)能降耗的目的就很有必要。
[0003]基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器轉(zhuǎn)速條件原理是:壓力級泵的轉(zhuǎn)速可以實現(xiàn)在運(yùn)行過程中，通過改變可移動勺管的位置，實現(xiàn)對基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力親合器的輸出轉(zhuǎn)速的控制、調(diào)節(jié)。
[0004]現(xiàn)有電廠電動給水泵在工頻定速通過液力耦合器調(diào)速運(yùn)行時存在運(yùn)行效率低下、耗能高、啟動電流大等弊端，同時存在當(dāng)變頻調(diào)速運(yùn)行時，液力耦合器工作油油路和潤滑油回路油量不夠，導(dǎo)致液力耦合器無法安全、穩(wěn)定、高效1:1輸出轉(zhuǎn)速。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有電廠電動給水泵在工頻定速通過液力耦合器調(diào)速運(yùn)行時的運(yùn)行效率低下、耗能尚、啟動電流大等弊端。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括用戶電源開關(guān)，所述系統(tǒng)還包括變頻器、工頻旁路、電動機(jī)、配置有外置工作油泵和外置并聯(lián)輔助潤滑油泵的液力耦合器以及負(fù)載裝置；所述變頻器與工頻旁路并聯(lián)，并聯(lián)后的兩端分別與用戶電源開關(guān)、電動機(jī)之間；所述電動機(jī)與液力親合器輸入軸相連；所述液力親合器輸出軸與負(fù)載裝置相連。
[0008]進(jìn)一步的，所述負(fù)載裝置包括風(fēng)機(jī)、泵及空壓機(jī)。
[0009]進(jìn)一步的，所述液力耦合器包括內(nèi)置工作油泵，所述系統(tǒng)增加一截止閥，所述外置工作油泵通過截止閥與液力耦合器內(nèi)部工作油泵并聯(lián)連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述液力耦合器包括外置潤滑油泵，所述系統(tǒng)增加一截止閥，所述外置并聯(lián)輔助潤滑油泵，即在液力耦合器外通過截止閥增加一臺與外置潤滑油泵并聯(lián)的輔助潤滑油泵。
[0011]進(jìn)一步的，當(dāng)工頻旁路驅(qū)動電動機(jī)工作時，通過改變液力耦合器中可移動勺管的位置實現(xiàn)對液力耦合器輸出轉(zhuǎn)速的控制。
[0012]進(jìn)一步的，當(dāng)變頻器驅(qū)動電動機(jī)工作時，將液力耦合器基于的勺管開度設(shè)定到液力耦合器的最高效率點，所述最高效率點范圍介于979Γ100%。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0014]1、在不改變原有設(shè)備的機(jī)械軸系連接關(guān)系的情況下，通過增加變頻器驅(qū)動電機(jī)并進(jìn)行調(diào)速，實現(xiàn)與工頻旁路驅(qū)動電機(jī)調(diào)速的切換，以提高整個鍋爐給水泵系統(tǒng)的整體效率，實現(xiàn)鍋爐給水泵系統(tǒng)節(jié)能降耗的目的。
[0015]2、通過增加一臺外置輔助工作油泵，解決了在進(jìn)行變頻調(diào)速運(yùn)行時的液力耦合器工作油油路和潤滑油回路油量不夠，導(dǎo)致液力耦合器無法安全、穩(wěn)定、高效1:1輸出轉(zhuǎn)速的冋題。
[0016]3、通過啟動基于外置并聯(lián)輔助潤滑油泵，使其參與到潤滑油輸油，確保潤滑油路的油壓及油量，待潤滑油路壓力檢測裝置檢測到潤滑油管路油壓升至設(shè)定數(shù)值，整個潤滑油路回復(fù)正常穩(wěn)定工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為本實用新型的液力耦合器改造示意圖。
[0019]其中:圖中I是輸入軸；2是輸出軸；3是外置潤滑油栗(啟動栗)；4是外置并聯(lián)輔助潤滑油泵；5是截止閥；6是輔助工作油泵；7是截止閥。

【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型的一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0021]如圖1所示本實用新型專利提供了一種在不改變原電動機(jī)通過增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器帶動相應(yīng)負(fù)載的固有結(jié)構(gòu)，對基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器實施一定的局部技術(shù)改造，增加一套變頻裝置電源驅(qū)動電機(jī)并進(jìn)行調(diào)速，在原有系統(tǒng)調(diào)速功能保留的情況下，為提高系統(tǒng)效率，將電動機(jī)電源由工頻電源切換為變頻電源，使電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速隨變頻電源輸出的頻率變化而變化，而基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器則不參與調(diào)速，僅作為耦合器使用，保持定速功能，在整個變頻調(diào)速的過程中，始終保持液力耦合器高效1:1輸出，以提高整個鍋爐給水泵系統(tǒng)的整體效率，實現(xiàn)鍋爐給水泵系統(tǒng)節(jié)能降耗的目的。
[0022]如圖2所示，正常情況下，當(dāng)給水泵從啟動到正常通過變頻器驅(qū)動運(yùn)行時，輔助潤滑油泵將會退出運(yùn)行，此時液力耦合器內(nèi)部油路(包括潤滑油和工作油)均由與基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的輸入軸同軸的油泵(包括工作油泵和潤滑油泵)提供。
[0023]當(dāng)檢測到基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的工作油路油壓低于設(shè)定數(shù)值時，即當(dāng)變頻轉(zhuǎn)速輸入過低時，因液力耦合器內(nèi)部工作油泵與輸入軸同軸導(dǎo)致供油不足，即工作油腔里面的充油量未能保證液力耦合器高效率1:1輸出轉(zhuǎn)速，此時需通過油壓檢測信號閉環(huán)啟動增加的外置輔助工作油泵，使其參與工作油系統(tǒng)的輸油工作，待檢測到工作油路油壓回復(fù)正常的設(shè)定值時，停止外置輔助工作油泵，使其退出運(yùn)行。
[0024]液力耦合器原有的外置電動機(jī)驅(qū)動的輔助潤滑油泵只在液力耦合器啟動時運(yùn)行，當(dāng)液力耦合器啟動完成后，該潤滑油泵則退出運(yùn)行，此時潤滑油路的潤滑油則有與輸入軸同軸的內(nèi)置潤滑油泵進(jìn)行輸油；因液力耦合器內(nèi)部潤滑油泵與輸入軸同軸，當(dāng)變頻轉(zhuǎn)速輸入過低時，潤滑油泵油路壓力檢測裝置檢測到潤滑油管路油壓低于設(shè)定數(shù)值時，說明整個潤滑油管路的潤滑油量不能滿足電機(jī)、水泵軸承等裝置的潤滑油量；此時需要啟動外置并聯(lián)輔助潤滑油泵，使其參與到潤滑油輸油，確保潤滑油路的油壓及油量，待潤滑油路壓力檢測裝置檢測到潤滑油管路油壓升至設(shè)定數(shù)值，整個潤滑油路回復(fù)正常穩(wěn)定工作時，外置并聯(lián)輔助潤滑油泵退出運(yùn)行，處于備用狀態(tài)。
[0025]系統(tǒng)在利用增加的變頻電源調(diào)速時，基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器的勺管開度設(shè)定到基于增速齒輪的勺管調(diào)節(jié)式渦輪液力耦合器功率轉(zhuǎn)換效率的最高點；由于不同帶增速齒輪液力聯(lián)軸器的輸出最高效率數(shù)值不同，故此最高效率點范圍從97%—100%，使其保持高效率、定速1:1輸出，通過變頻器調(diào)節(jié)其輸出轉(zhuǎn)速的控制。
[0026]對于【具體實施方式】的理解的描述僅僅是為幫助理解本實用新型，而不是用來限制本實用新型的。本領(lǐng)域技術(shù)人員均可以利用本實用新型的思想進(jìn)行一些改動和變化，只要其技術(shù)手段沒有脫離本實用新型的思想和要點，仍然在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括用戶電源開關(guān)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括變頻器、工頻旁路、電動機(jī)、配置有外置工作油泵和外置并聯(lián)輔助潤滑油泵的液力耦合器以及負(fù)載裝置；所述變頻器與工頻旁路并聯(lián)，并聯(lián)后的兩端分別與用戶電源開關(guān)、電動機(jī)之間；所述電動機(jī)與液力親合器輸入軸相連；所述液力親合器輸出軸與負(fù)載裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:所述負(fù)載裝置包括風(fēng)機(jī)、泵及空壓機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:所述液力耦合器包括內(nèi)置工作油泵，所述系統(tǒng)增加一截止閥，所述外置工作油泵通過截止閥與液力耦合器內(nèi)部工作油泵并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:所述液力耦合器包括外置潤滑油泵，所述系統(tǒng)增加一截止閥，所述外置并聯(lián)輔助潤滑油泵，即在液力耦合器外通過截止閥增加一臺與外置潤滑油泵并聯(lián)的輔助潤滑油栗O
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)工頻旁路驅(qū)動電動機(jī)工作時，通過改變液力耦合器中可移動勺管的位置實現(xiàn)對液力耦合器輸出轉(zhuǎn)速的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于增速齒輪的復(fù)合型液力耦合器變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)變頻器驅(qū)動電動機(jī)工作時，將液力耦合器基于的勺管開度設(shè)定到液力耦合器的最高效率點，所述最高效率點范圍介于979^100%。
【文檔編號】F04D25/08GK204163944SQ201420604556
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】唐俊, 陳功, 賴成毅 申請人:東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司