用于運行動力傳動系統的方法和動力傳動系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種用于運行動力傳動系統的方法，所述動力傳動系統具有驅動軸、 與電網連接的驅動機械W及帶有=個驅動元件或從動元件的差速傳動裝置，其中，一個從 動元件與驅動軸連接，一個驅動元件與驅動機械連接并且一個第二驅動元件與差速驅動裝 置連接。
[0002] 此外，本發明設及一種動力傳動系統，所述動力傳動系統具有驅動軸、與電網連接 的驅動機械W及帶有=個驅動元件或從動元件的差速傳動裝置，其中，一個從動元件與驅 動軸連接，一個驅動元件與驅動機械連接并且一個第二驅動元件與差速驅動裝置連接。
【背景技術】
[0003] 作業機械如輸送設備（例如累、壓縮機和風機）或如研磨機、粉碎機、車輛等的普 遍問題是有效的轉速可變的運行。此外，電機被考慮作為驅動機械的示例，但是原理適用于 驅動機械的所有可能的種類，例如內燃機。現今最經常使用的電驅動裝置是=相交流電機， 例如異步電機和同步電機。
【發明內容】
[0004] 本發明任務在于，提出一種開頭提及類型的方法和裝置，其中，在驅動機械的轉速 不明顯變化時可W實現輸送設備的輸送量的變化。
【附圖說明】
[0005] 下面借助附圖闡述本發明優選的實施方式。附圖如下：
[0006] 圖1示出用于累的驅動裝置的差速系統的原理；
[0007] 圖2示出差速系統的另一實施方式；
[0008] 圖3示出具有傳動裝置前置級的差速系統的另一實施方式；
[0009] 圖4示出累的差速系統的轉速參數和功率參數；
[0010] 圖5示出具有簡化的差速驅動裝置的差速系統的另一實施方式；
[0011] 圖6示出由圖5得出的轉速參數和功率參數；
[0012] 圖7示出具有傳動裝置切換級的差速系統的另一實施方式；
[0013] 圖8示出由圖7得出的轉速參數和功率參數；
[0014] 圖9示出具有減少的轉速范圍的差速系統的另一實施方式；
[0015] 圖10示出具有減少的轉速范圍的差速系統的另一實施方式；
[0016] 圖11示出由圖9得出的轉速參數和功率參數；
[0017] 圖12示出由圖9得出的可能的用于所謂的滿輪累的轉速參數和效率參數；
[0018] 圖13示出用于作為驅動機械的內燃機的差速系統的另一實施方式；
[0019] 圖14還示出用于作為驅動機械的內燃機的差速系統的另一實施方式；
[0020] 圖15示出使動力傳動系統振動衰減的調節系統。
【具體實施方式】
[0021] 盡管電功率消耗高，=相交流電機在靜止狀態下不能將該功率完全機械地輸出， 運反映在高損耗和低啟動力矩中。同時，=相交流電機在轉速為零的啟動時的電流消耗通 常相當于約7倍的額定電流，運在啟動時導致電網的相應高的電負載。
[0022] 因此，必須將=相交流電機設計為相應大尺寸的，使得其從靜止狀態起能提供與 額定轉矩相應的驅動轉矩，因此其經常是超尺寸的。因此，電機也由于該原因，代替直接連 接在電網上，經常與變頻器組合構成為轉速可變的驅動裝置。雖然因此可W在電網不受負 載的情況下實現W高轉矩從零轉速啟動，但是該解決方法是昂貴的并且伴隨有非常大的效 率損失。與此相比更便宜的并且在效率方面也更好的替代方案是使用差速系統，例如按 AT507394的差速系統。但在此原則性限制在于，由差速級的傳動比決定地僅能實現相對小 的轉速范圍或者在所謂的差速模式中實際上不能實現作業機械的驅動軸上的低轉速。
[0023] 實現運一點有不同的可能性。按德國實用新型號202012101708. 3示例地能將差 速傳動裝置的傳動比確定為1。在該基礎上能用差速驅動裝置驅動整個動力傳動系統或者 將驅動機械置于同步轉速W及進一步地使其與電網同步。
[0024] 該解決方案的缺點在于，差速驅動裝置或其變頻器尺寸設計為比驅動機械明顯 小，并且因此也只能提供相應小的轉矩。
[0025] 為了使處于負載下的驅動機械或者能夠與電網同步（例如電機直接禪聯到電網 上），或者能夠加速到具有可供使用的高轉矩的轉速范圍中（例如在內燃機中）并且能夠附 加地W動力傳動系統的最大轉矩或者說設計轉矩從零轉速啟動作業機械，并且優選地將作 業機械置于同步轉速，啟動可W分為例如如下=個階段：
[00%] 階段1 :驅動機械優選地用所謂的星形接線/=角形接線連接到電網上或者替代 地（在尤其保護電網的方法中）首先用附加的裝置被置于（至少近似地）同步轉速并且然 后與電網同步。在內燃機的情況下，其簡單地起動并且接著加速。在此，驅動機械在啟動期 間保持基本上不受外部的機械負載，除了要被克服的由慣性力矩決定的差速傳動裝置第二 驅動元件反作用力之外。相反地，運意味著，相應小的驅動轉矩作用到作業機械的驅動軸 上，直到驅動機械到達其額定轉速。
[0027] 階段2 :因為現在驅動機械的滿轉矩可供使用，在第二階段中開始處在負載下的 作業機械的真正的加速和啟動，方式為，差速傳動裝置級的第二驅動元件借助于同步制動 器減速。
[0028] 階段3 : -旦差速系統的第二驅動元件的驅動軸處在差速驅動裝置的調節轉速范 圍內，該差速驅動裝置承擔動力傳動系統的轉速調節，并且同步制動器被松開。
[0029] 圖1W累為示例示出用于動力傳動系統的差速系統的原理。在此，作業機械1是 累的轉子，其通過驅動軸2和差速傳動裝置3被驅動機械4驅動。驅動機械4優選為中壓 =相交流電機，其連接在電網12上，所述電網在示出的例子中由于中壓=相交流電機是中 壓電網。但是，選擇的電壓水平取決于使用情況W及主要取決于驅動機械4的功率水平，并 且在不對按本發明的系統的基本功能產生影響的情況下可W具有任意期望的電壓水平。與 驅動機械4的極對數相應地產生結構類型特定的運行轉速范圍。在此，運行轉速范圍是指 驅動機械4能提供限定的或期望的或所需的轉矩或者在電驅動機械的情況下能與電網12 同步的轉速范圍。行星架7與驅動軸2連接，驅動機械4與齒圈8連接并且差速傳動裝置3 的太陽輪9與差速驅動裝置5連接。因此在該實施方式中，差速系統的核屯、是具有=個驅 動元件或從動元件的單行星齒輪傳動裝置級，其中，一個從動元件與作業機械1的驅動軸2 連接，一個第一驅動元件與驅動機械4連接W及一個第二驅動元件與差速驅動裝置5連接。
[0030] 為了能夠最優地適配差速驅動裝置5的轉速范圍，在太陽輪9和差速驅動裝置5 之間設置有適配傳動裝置10。代替示出的圓柱齒輪級，適配傳動裝置10例如也可W是多級 的，或構成為齒形皮帶或者鏈傳動裝置。此外，借助適配傳動裝置10可實現用于差速驅動 裝置5的軸線錯開，其由于作業機械1和驅動機械4的同軸布置允許差速驅動裝置5的簡 單的構成。與差速驅動裝置5連接有在需要時制動差速驅動裝置5的馬達制動器13。差速 驅動裝置5借助優選的低壓變頻器（包括電機側的逆變器6a和電網側的逆變器6b)和變 壓器11連接在電網12上。變壓器補償電網12與電網側的逆變器化之間的可能存在的電 壓差，并且在驅動機械4、電網側的逆變器化和電網12之間的電壓相同時可省去該變壓器。 逆變器6a和化通過直流中間電路連接并且在需要時能局部地分離，其中，電機側的逆變器 6a優選盡可能近地位于差速驅動裝置5旁邊。該方案的主要優點在于，驅動機械4可直接 地，也就是說在沒有昂貴的功率電子裝置的情況下，連接在電網12上。可變的轉子轉速與 連接于電網的驅動機械4的固定的轉速之間的補償通過轉速可變的差速驅動裝置5實現。
[0031] 用于差速系統的轉矩等式為： 陽〇扣]轉矩差速驅動裝置二轉矩驅動軸*y/x
[0033] 其中，比例系數y/x是在差速傳動裝置3和適配傳動裝置10中的傳動比的量度。 差速驅動裝置5的功率大致與W下乘積成正比：累轉速與其基本轉速X的百分比偏差乘W 驅動軸功率的乘積。因此，大的轉速范圍原則上需要差速驅動裝置5的相應大的尺寸。其 中也可見原因，為什么用于小的轉速范圍的差速系統尤其良好地適合，但是原則上能實現 任意轉速范圍。
[0034] 用于作為作業機械1的累的差速驅動裝置5具有例如大約系統總功率15%的功 率。運又意味著，借助差速系統不能在作業機械1上實現低轉速。如果作業機械1必須用 高轉矩從零轉速置入到其工作轉速范圍（運是作業機械1主要工作的轉矩范圍），那么運僅 可通過將差速驅動裝置5制動（電制動或者借助馬達制動器13制動）和將驅動機械4連 接到電網上實現。作業機械4又由靜止狀態僅可困難地施加額定轉矩，或者說其通有直至 7倍的額定電流，W便幾乎加速到同步轉速。