將負載轉速在工頻轉速與永磁調(diào)速之間切換的設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于動力領域，特別涉及一種將負載轉速在工頻轉速與永磁調(diào)速之間切換 的設備。
【背景技術】
[0002] 大型旋轉設備，如風機和栗等，一方面，為了運行安全，設計裕量都較大，另一方 面，由于風機和栗等設備不能滿負荷運行，有些設備甚至長期處于低負荷，風機和栗的流量 分別通過擋板和閥門控制，造成較大的節(jié)流損失。負載的功率和電機轉速成三次方比例關 系，低負荷時工頻轉速的情況下電機本身耗能較大，如果能夠在負載低負荷時將電機轉速 適當降低將存在較大的降耗空間。因此，調(diào)速設備：變頻器和永磁調(diào)速器，應運而生。 n (fli
[0003] 根據(jù)公式β2: = S1 X 2和Kx二（式中仏、Q2、叫、n2、?2分別表示不同工 ?1 ⑷ 況下的流量、轉速和功率），可知流量與轉速成一次方正比例關系、功率與轉速成三次方正 比例關系，當需求流量降低時，正比例降低轉速的同時，出力僅是原來的三次方關系，因此 降低電機轉速時電耗降低遠遠高于轉速降低幅度。
[0004] 變頻調(diào)速技術的基本原理是根據(jù)電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系m =60Xf(l-s)/p(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數(shù)）；通 過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。目前變頻調(diào)速技術比較成熟，可以 用于目前幾乎所有的變負荷旋轉設備，節(jié)能效果顯著。并且變頻調(diào)速器可以實現(xiàn)在線切換， 一旦變頻器出現(xiàn)故障，可以在線將變頻切換到工頻運行，不影響整個系統(tǒng)的安全運行。但 是，由于變頻器對環(huán)境適應能力強，對粉塵和高溫敏感，需要將變頻器單獨安置在空調(diào)密閉 房內(nèi)，另一方面，變頻器壽命短、維護量大，模塊老化較快、更換頻率高，所以目前即使變頻 器已經(jīng)廣泛應用，但是由于其結構和性能的局限性，詬病一直存在而不能徹底解決。
[0005] 永磁調(diào)速器是類似于變頻器的一類調(diào)速設備，它是通過銅導體和永磁體之間的氣 隙實現(xiàn)由電動機到負載的轉矩傳輸。該技術實現(xiàn)了在驅動（電動機）和被驅動（負載） 側沒有機械鏈接。其工作原理是一端稀有金屬氧化物硼鐵釹永磁體和另一端感應磁場相 互作用產(chǎn)生轉矩，通過調(diào)節(jié)永磁體和導體之間的氣隙就可以控制傳遞的轉矩，從而實現(xiàn)負 載速度調(diào)節(jié)。永磁調(diào)速器占地面積小，不需要另外加蓋安裝房子和空調(diào)降溫，平時維護量 小，設備壽命長，但是永磁調(diào)速器存在一個目前不能普遍應用的弱點，那就是由于永磁調(diào)速 器直接安裝在電機和負載之間，一旦永磁調(diào)速器出現(xiàn)故障，只能停機，然后再對永磁調(diào)速器 檢修，如果不能很快將故障排除，只能將永磁調(diào)速器拆除返廠，將電機前移，重新與負載連 接固定。對于沒有備用的大型旋轉設備來說，永磁調(diào)速器故障后不能很快切換到工頻是用 能單位不能接受的一個主要缺陷，也是主體發(fā)電廠在風機方面遲遲沒有采用永磁調(diào)速的原 因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種將負載轉速在工頻轉速與永磁調(diào)速之間切換 的設備，其包括：永磁調(diào)速單元、工頻轉速單元和切換單元；所述永磁調(diào)速單元設置于所述 負載和為所述負載旋轉提供源動力的電動機之間，具有：永磁調(diào)速器，用于對負載的轉速進 行調(diào)節(jié)；第一主傳動軸，所述第一主傳動軸的右側與所述永磁調(diào)速器的主動轉子側連接，所 述第一主傳動軸的左側與待連接的所述電動機的輸出軸傳動連接；以及第二主傳動軸，所 述第二主傳動軸的左側與所述永磁調(diào)速器的從動轉子側連接，所述第二主傳動軸的右側與 待連接的所述負載的輸入軸傳動連接；所述工頻轉速單元設置于所述負載和所述電動機之 間，具有：第三傳動軸，所述第三傳動軸的左側與待連接的所述電動機的輸出軸傳動連接， 所述第三傳動軸的右側與待連接的所述負載的輸入軸傳動連接；所述切換單元用于使所述 永磁調(diào)速單元和所述工頻轉速單元在所述負載和所述電動機之間切換。
[0007] 在如上所述的設備中，優(yōu)選，所述第一主傳動軸的左側和所述第二主傳動軸的右 側均沿各自傳動軸的軸向方向設置有第一插口；所述第一主傳動軸的第一插口套接于所述 電動機的輸出軸，且所述第一主傳動軸的第一插口和所述電動機的輸出軸依次經(jīng)第一插銷 穿過，以實現(xiàn)所述第一主傳動軸和所述電動機的傳動連接；所述第二主傳動軸的第一插口 套接于所述負載的輸入軸，且所述第二主傳動軸的第一插口和所述負載的輸入軸依次經(jīng)第 二插銷穿過，以實現(xiàn)所述第二主傳動軸和所述負載的輸入軸傳動連接。
[0008] 在如上所述的設備中，優(yōu)選，所述第一主傳動軸的左側和所述第二主傳動軸的右 側均套接有齒輪；所述第一主傳動軸的左側通過齒輪嚙合與所述電動機的輸出軸傳動連 接；所述第二主傳動軸的右側通過齒輪嚙合與所述負載的輸入軸傳動連接。
[0009] 在如上所述的設備中，優(yōu)選，所述第三傳動軸的左側和右側沿所述第三傳動軸的 軸向方向均設置有第二插口；所述第三傳動軸的左側的第二插口套接于所述電動機的輸出 軸，且所述第三傳動軸的第二插口和所述電動機的輸出軸依次經(jīng)第一插銷穿過，以實現(xiàn)所 述第三傳動軸和所述電動機的傳動連接；所述第三傳動軸的第二插口套接于所述負載的輸 入軸，且所述第三傳動軸的第二插口和所述負載的輸入軸依次經(jīng)第二插銷穿過，以實現(xiàn)所 述第三傳動軸和所述負載的輸入軸傳動連接。
[0010] 在如上所述的設備中，優(yōu)選，所述切換單元包括：用于驅動所述永磁調(diào)速單元做水 平往復運動的第一伸縮機構和用于驅動所述工頻轉速單元做水平往復運動的第二伸縮機 構；所述第一伸縮機構和所述第二伸縮機構均具有：驅動單元和鉤爪；所述驅動單元用于 為所述鉤爪的水平往復運動提供驅動力；所述鉤爪的基部與所述驅動單元的伸縮端連接， 所述鉤爪的爪部形成有開口，以卡住待運動的所述第一主傳動軸或第二主傳動軸或第三傳 動軸。
[0011] 在如上所述的設備中，優(yōu)選，所述永磁調(diào)速單元還包括：滑軌，所述滑軌的一端設 置于所述永磁調(diào)速器的底端，所述滑軌的另一端延伸至所述負載和所述電動機之間。
[0012] 本發(fā)明實施例通過上述技術方案帶來的有益效果如下：
[0013] 通過在負載和電動機之間設置永磁調(diào)速單元、工頻轉速單元和切換單元，實現(xiàn)了 在正常運行情況下與永磁調(diào)速器連接的傳動軸（即第一主傳動軸和第二主傳動軸）投入 運行，一旦永磁調(diào)速器發(fā)生故障，將永磁調(diào)速器解列，第一主傳動軸和第二主傳動軸退出運 行，備用傳動軸（即第三傳動軸）投入運行。采用前述控制切換方式，即使采用手動操作， 也僅幾分鐘就可以實現(xiàn)切換，避免了將永磁調(diào)速器拆除施工等操作，不僅大大節(jié)省了時間 和人工，更是避免了機組長時間不能帶負載運行而造成的經(jīng)濟效益和社會影響。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種將負載轉速在工頻轉速與永磁調(diào)速之間切換的 設備的結構示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種電動機和第三傳動軸通過第二插口和第一插銷 傳動連接的結構示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種將負載轉速在工頻轉速與永磁調(diào)速之間切換 的設備的結構示意圖；
[0017] 圖中，符號說明如下：
[0018] 2電動機、3負載、11永磁調(diào)速器、12第一主傳動軸、13第二主傳動軸、14第三傳動 軸、15第一插口、16第一插銷、17第二插口、18第二插銷、19齒輪、41第一伸縮機構、42第二 伸縮機構。
【具體實施方式】
[0019] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0020] 參見圖1~3,本發(fā)明提供了一種將負載轉速在工頻轉速與永磁調(diào)速之間切換的 設備，其包括：永磁調(diào)速單元、工頻轉速單元和切換單元。永磁調(diào)速單元和工頻轉速單元均 設置于電動機2和負載3之間，為了切換便捷，永磁調(diào)速單元和工頻轉速單元分列于電動機 2的輸出軸或負載3的輸入軸的軸線兩側。電動機2用于驅動負載3運轉，負載3為旋轉設 備，例如風機，栗。
[0021] 具體而言，永磁調(diào)速單元具有：永磁調(diào)速器11、第一主傳動軸12和第二主傳動軸 13。永磁調(diào)速器11用于對負載3的轉速進行調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過程中不改變電動機的轉速，即不 改變電動機輸出軸的轉速。第一主傳動軸12的右側與永磁調(diào)速器11的主動轉子側連接， 第一主傳動軸12的左側與待連接的電動機2的輸出軸傳動連接。第二主傳動軸13的左側 與永磁調(diào)速器11的從動轉子側連接，第二主傳動軸13的右側與待連接的負載3的輸入軸 傳動連接。應用時，在電動機輸出軸的驅動下，第一主傳動軸12的旋轉，進而帶動與第一主 傳動軸連接的永磁調(diào)速器11的主動轉子側旋轉，繼而帶動永磁調(diào)速器11的從動轉子側旋 轉，從而帶動第二主傳動軸13的旋轉，實現(xiàn)與第二主傳動軸13的連接的負載3的旋轉，當 對負載轉速進行調(diào)節(jié)時，通過控制永磁調(diào)速器的氣隙即可。由于負載旋轉速度的調(diào)節(jié)經(jīng)過 了永磁調(diào)速器的處理，因此可以稱負載工作在永磁調(diào)速模式。實際中，負載長期處于低負荷 運行，為了降低能耗，因此負載3在正常運行時工作在永磁調(diào)速模式。
[0022] 工頻轉速單元具有：第三傳動軸14,其左側與待連接的電動機2的輸出軸傳動連 接，其右側與待連接的負載3的輸入軸傳動連接。應用時，在電動機的輸出軸驅動下，第三 傳動軸14旋轉，從而帶動與第三傳動軸連接的負載3旋轉，由于負載旋轉速度與電動機2 的輸出軸轉速一致，因此可以稱負載工作在工頻轉速模式。
[0023] 切換單元用于使永磁調(diào)速單元和工頻轉速單元擇一地與電動機2和負載3連接， 以實現(xiàn)負載轉速在工頻轉速和永磁調(diào)速之間切換。下面以負載轉速由永磁調(diào)速切換到工頻 轉速為例對切換的過程進行說明：通過移動第一主傳