一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種不改變現有電動機與帶有增速齒輪功能的勺管調節式渦輪液力耦合器以及與驅動負載之間的連接方式，通過對其實施技術改造，主要是通過對帶有增速齒輪功能的勺管調節式渦輪液力耦合器的內部實施局部改造，保持現有系統不變的情況下，增加一臺外置輔助工作油泵，增加帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的高效率、定速輸出功能，以適應電動機通過變頻器驅動帶有增速齒輪功能的勺管調節式渦輪液力耦合器的負載，使之其滿足變頻調速改造的需要。
【專利說明】
一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機電結合節能調速領域，特別是涉及一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統。
【背景技術】
[0002]我國電力電網提供的工業用電標準頻率為固定頻率50Hz，當工業用三相鼠籠式異步電動機采用工業用電驅動時，一般其最大轉速小于3000RPM，在許多工業應用領域，需要求電動機的轉速往往大于3000RPM。因此，工頻電源驅動電動機的輸出轉速滿足不了實際工況需求，需要在電動機的輸出端增加增速齒輪箱。同時，在轉速增加的同時，對于不同的負載類型，還需要對其輸出轉速進行相應的控制及調節。對此，需要在電機輸出端增加“帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器”，但是由于該設備在調速過程中，由于帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的自身固有特性，在當其輸出額定轉速時，其功率轉換效率達到最高值；而當輸出轉速低于額定輸出轉速時，其功率轉換效率與轉速成正比下降關系。因此，為提高其轉換效率，減少帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的工作能耗，將帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器功率轉換效率固定到其高效率點，對驅動帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的電動機增加變頻器對其實現變頻調速，達到節能降耗的目的就很有必要。
[0003]帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器轉速條件原理是:壓力級泵的轉速可以實現在運行過程中，通過改變可移動勺管的位置，實現對帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的輸出轉速的控制、調節。
[0004]值得注意的是在利用變頻器驅動電動機通過帶增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器實現電動給水泵的變頻器調速時，由于之前與電動機輸入軸同軸的液力耦合器潤滑油泵及工作油泵在工頻定速時，能保證其油路的潤滑油量和油腔的工作油量，但是由于在變頻調速時，特別是在低轉速運行時，輸入軸轉速降低所以此時同軸的液力耦合器潤滑油泵及工作油泵轉速隨即降低無法保證其油量，這樣就會導致液力耦合器的輸出效率降低、電動機軸瓦燒壞等問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，通過該系統既可以保證在對電動給水泵的實現變頻調速運行時，帶增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的潤滑油量、工作油量使其保證高效率、安全穩定運行，又可以通過切換實現原有工頻定速時，通過調節勺管的開度控制器輸出轉速。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用了以下技術方案:
[0007]—種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，包括用戶電源開關，所述系統還包括變頻器、工頻旁路、電動機、配置有外置并聯輔助潤滑油泵的液力耦合器以及負載裝置；所述變頻器與工頻旁路并聯，并聯后的兩端分別與用戶電源開關、電動機相連；所述電動機與液力稱合器輸入軸相連，所述液力稱合器輸出軸與負載裝置相連。
[0008]進一步的，所述負載裝置包括風機、泵及空壓機。
[0009]進一步的，所述液力耦合器包括外置潤滑油泵，所述系統增加一截止閥，所述外置并聯輔助潤滑油泵，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的輔助潤滑油泵。
[0010]進一步的，當工頻旁路驅動電動機工作時，通過改變液力耦合器中可移動勺管的位置實現對液力耦合器輸出轉速的控制。
[0011]進一步的，當變頻器驅動電動機工作時，將液力耦合器帶有的勺管開度設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%。
[0012]由于不同帶增速齒輪液力耦合器的輸出最高效率數值不同，故此最高效率點范圍從97°/Γ?ΟΟ%，使其保持高效率、定速1:1輸出，通過變頻器調節其輸出轉速的控制。
[0013]本實用新型與現有技術相比的有益效果是:
[0014]1、在不改變原有設備的機械軸系連接關系的情況下，通過增加變頻器驅動電機并進行調速，實現與工頻旁路驅動電機調速的切換，以提高整個鍋爐給水泵系統的整體效率，實現鍋爐給水泵系統節能降耗的目的。
[0015]2、通過啟動基于外置并聯輔助潤滑油泵，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定數值，整個潤滑油路回復正常穩定工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的系統結構圖。
[0017]圖2為本實用新型的液力耦合器改造示意圖。
[0018]其中:圖中I是輸入軸；2是輸出軸；3是外置潤滑油泵(啟動泵)；4是外置并聯輔助潤滑油泵；5是截止閥。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本實用新型的一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統進行進一步描述。
[0020]如圖1所示本實用新型專利的目的是提供一種在不改變原電動機通過增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器帶動相應負載的固有結構，對帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器實施一定的局部技術改造，增加一套變頻裝置電源驅動電機并進行調速，在原有系統調速功能保留的情況下，為提高系統效率，將電動機電源由工頻電源切換為變頻電源，使電動機輸出轉速隨變頻電源輸出的頻率變化而變化，而帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器則不參與調速，僅作為耦合器使用，保持定速功能，在整個變頻調速的過程中，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的整體效率，實現鍋爐給水泵系統節能降耗的目的。
[0021]本實用新型的電動機通過帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器驅動相應負載(風機、泵、空壓機等)，其連接方式不變，通過對帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的局部改造，在保留原先所具有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器調速功能的基礎上，增加帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的定速輸出功能，以適應變頻調速的需要。
[0022]系統在利用增加的變頻電源調速時，帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的勺管開度設定到帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器功率轉換效率的最高點，由于不同帶增速齒輪液力耦合器的輸出最高效率數值不同，故此最高效率點范圍從97%—
100% ο
[0023]帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器具有定速輸出功能，能將僅具備勺管調節式渦輪液力調速的負載改造成可變頻調速負載。勺管調節式渦輪液力調速是其輸出軸轉速隨負載的需要而改變；變頻調速能使帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器的輸入/輸出軸轉速比保持不變、其輸出軸轉速隨電動機的轉速變化而變化；不需要為實現負載的變頻調速，而將帶有增速齒輪的勺管調節式渦輪液力耦合器更換為增速齒輪箱。
[0024]如圖2所示，在液力耦合器外通過截止閥增加一臺與原有外置輔助潤滑油泵相并聯的輔助潤滑油泵，液力耦合器原有的外置電動機驅動的輔助潤滑油泵只在液力耦合器啟動時運行，當液力耦合器啟動完成后，該潤滑油泵則退出運行，此時潤滑油路的潤滑油則有與輸入軸同軸的內置潤滑油泵進行輸油；因液力耦合器內部潤滑油泵與輸入軸同軸，當變頻轉速輸入過低時，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定數值時，說明整個潤滑油管路的潤滑油量不能滿足電機、水泵軸承等裝置的潤滑油量；此時需要啟動外置并聯輔助潤滑油泵，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定數值，整個潤滑油路回復正常穩定工作時，外置并聯輔助潤滑油泵退出運行，處于備用狀態。
[0025]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。本領域技術人員均可以利用本實用新型的思想進行一些改動和變化，只要其技術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范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，所述系統包括用戶電源開關，其特征在于:所述系統還包括變頻器、工頻旁路、電動機、配置有外置并聯輔助潤滑油泵的液力耦合器以及負載裝置；所述變頻器與工頻旁路并聯，并聯后的兩端分別與用戶電源開關、電動機相連；所述電動機與液力稱合器輸入軸相連，所述液力稱合器輸出軸與負載裝置相連。
2.根據權利要求1所述的一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，其特征在于:所述負載裝置包括風機、泵及空壓機。
3.根據權利要求1或2所述的任一一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，其特征在于:所述液力耦合器包括外置潤滑油泵，所述系統增加一截止閥，所述外置并聯輔助潤滑油泵，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的輔助潤滑油泵。
4.根據權利要求1或2所述的任一一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，其特征在于:當工頻旁路驅動電動機工作時，通過改變液力耦合器中可移動勺管的位置實現對液力耦合器輸出轉速的控制。
5.根據權利要求1或2所述的任一一種基于增速齒輪的新型液力耦合器變頻調速系統，其特征在于:當變頻器驅動電動機工作時，將液力耦合器帶有的勺管開度設定到液力耦合器的最高效率點，所述最高效率點范圍介于979TlOO%。
【文檔編號】F16H61/32GK204164333SQ201420604502
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】唐俊, 陳功, 賴成毅 申請人:東方日立(成都)電控設備有限公司