一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，其不改变现有电动机与带有增速齿轮功能的勺管调节式涡轮液力耦合器以及与驱动负载之间的连接方式，通过对其实施技术改造，主要是通过对带有增速齿轮功能的勺管调节式涡轮液力耦合器的内部实施局部改造，保持现有系统不变的情况下，增加一台外置辅助工作油泵，增加带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的高效率、定速输出功能，以适应电动机通过变频器驱动带有增速齿轮功能的勺管调节式涡轮液力耦合器的负载，使之其满足变频调速改造的需要。
【专利说明】一种基于増速齿轮的液力耦合器变频调速系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机电结合节能调速领域，特别是涉及一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统。
【背景技术】
[0002]我国电力电网提供的工业用电标准频率为固定频率50Hz，当工业用三相鼠笼式异步电动机采用工业用电驱动时，一般其最大转速小于3000RPM，在许多工业应用领域，需要求电动机的转速往往大于3000RPM。因此，工频电源驱动电动机的输出转速满足不了实际工况需求，需要在电动机的输出端增加增速齿轮箱。同时，在转速增加的同时，对于不同的负载类型，还需要对其输出转速进行相应的控制及调节。对此，需要在电机输出端增加“带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器”，但是由于该设备在调速过程中，由于带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的自身固有特性，在当其输出额定转速时，其功率转换效率达到最高值；而当输出转速低于额定输出转速时，其功率转换效率与转速成正比下降关系。因此，为提高其转换效率，减少带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的工作能耗，将带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器功率转换效率固定到其高效率点，对驱动带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的电动机增加变频器对其实现变频调速，达到节能降耗的目的就很有必要。
[0003]带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器转速条件原理是:压力级泵的转速可以实现在运行过程中，通过改变可移动勺管的位置，实现对带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力親合器的输出转速的控制、调节。
[0004]现有电厂电动给水泵在工频定速通过液力耦合器调速运行时存在运行效率低下、耗能高、启动电流大等弊端，同时存在当变频调速运行时，液力耦合器工作油油路和润滑油回路油量不够，导致液力耦合器无法安全、稳定、高效1:1输出转速。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于外置辅助工作油泵液力耦合器变频调速系统，以解决现有电厂电动给水泵在工频定速通过液力耦合器调速运行时的运行效率低下、耗能高、启动电流大等弊端，也解决了在进行变频调速运行时的液力耦合器工作油油路和润滑油回路油量不够，导致液力耦合器无法安全、稳定、高效1:1输出转速。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案:
[0007]一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，所述系统包括用户电源开关，所述系统还包括变频器、工频旁路、电动机、配置有外置工作油泵的液力耦合器以及负载装置；所述变频器与工频旁路并联，并联后的两端分别与用户电源开关和电动机相连；所述电动机与液力耦合器输入轴相连；所述液力耦合器输出轴与负载装置相连。
[0008]进一步的，所述负载装置包括风机、泵及空压机。
[0009]进一步的，所述液力耦合器包括内置工作油泵，所述系统增加一截止阀，所述外置工作油泵通过截止阀与液力耦合器内部工作油泵并联连接。
[0010]进一步的，当工频旁路驱动电动机工作时，通过改变液力耦合器中可移动勺管的位置实现对液力耦合器输出转速的控制。
[0011]进一步的，当变频器驱动电动机工作时，将液力耦合器带有的勺管开度设定到液力耦合器的最高效率点，所述最高效率点范围介于979Γ100%。
[0012]由于不同带增速齿轮液力耦合器的输出最高效率数值不同，故此最高效率点范围从97% — 100%，使其保持高效率、定速1:1输出，通过变频器调节其输出转速的控制。
[0013]进一步的，液力耦合器外置电动机驱动的辅助润滑油泵根据液力耦合器内润滑油管路检测值，适时启、停并参与工作油的输油。
[0014]本实用新型与现有技术相比的有益效果是:
[0015]1、在不改变原有设备的机械轴系连接关系的情况下，通过增加变频器驱动电机并进行调速，实现与工频旁路驱动电机调速的切换，以提高整个锅炉给水泵系统的整体效率，实现锅炉给水泵系统节能降耗的目的。
[0016]2、解决了现有电厂电动给水泵在工频定速通过液力耦合器调速运行时的运行效率低下、耗能高、启动电流大等弊端，也解决了在进行变频调速运行时的液力耦合器工作油油路和润滑油回路油量不够，导致液力耦合器无法安全、稳定、高效1:1输出转速。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的系统结构图。
[0018]图2为本实用新型的液力耦合器改造示意图。
[0019]其中，I是输入轴；2是输出轴；3是外置润滑油泵(启动泵)；4是外置辅助工作油泵；5是截止阀。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型的一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统。
[0021]如图1所示本实用新型专利的目的是提供一种在不改变原电动机通过增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器带动相应负载的固有结构，对带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器实施一定的局部技术改造，增加一套变频装置电源驱动电机并进行调速，在原有系统调速功能保留的情况下，为提高系统效率，将电动机电源由工频电源切换为变频电源，使电动机输出转速随变频电源输出的频率变化而变化，而带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器则不参与调速，仅作为耦合器使用，保持定速功能，在整个变频调速的过程中，始终保持液力耦合器高效1:1输出，以提高整个锅炉给水泵系统的整体效率，实现锅炉给水泵系统节能降耗的目的。
[0022]如图2所示，正常情况下，当给水泵从启动到正常通过变频器驱动运行时，辅助润滑油泵将会退出运行，此时液力耦合器内部油路(包括润滑油和工作油)均由与带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的输入轴同轴的油泵(包括工作油泵和润滑油泵)提供。
[0023]当检测到带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的工作油路油压低于设定数值时，即当变频转速输入过低时，因液力耦合器内部工作油泵与输入轴同轴导致供油不足，即工作油腔里面的充油量未能保证液力耦合器高效率1:1输出转速，此时需通过油压检测信号闭环启动增加的外置辅助工作油泵，使其参与工作油系统的输油工作，待检测到工作油路油压回复正常的设定值时，停止外置辅助工作油泵，使其退出运行。
[0024]液力耦合器原有那台通过外置电动机驱动的辅助润滑油泵的运行方式是:只在启动的时候运行，待启动完成后就会退出运行(液力耦合器正常运行的时候，其是不运行的)，这里是改变其运行的方式，当其作为当润滑油路油压不够的时候，启动这台已有通过外置电动机启动的辅助润滑油泵对其润滑油路输油，保证液力耦合器安全、正常运行。
[0025]系统在利用增加的变频电源调速时，带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器的勺管开度设定到带有增速齿轮的勺管调节式涡轮液力耦合器功率转换效率的最高点。
[0026]对于【具体实施方式】的理解的描述仅仅是为帮助理解本实用新型，而不是用来限制本实用新型的。本领域技术人员均可以利用本实用新型的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本实用新型的思想和要点，仍然在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，所述系统包括用户电源开关，其特征在于:所述系统还包括变频器、工频旁路、电动机、配置有外置工作油泵的液力耦合器以及负载装置；所述变频器与工频旁路并联，并联后的两端分别与用户电源开关和电动机相连；所述电动机与液力耦合器输入轴相连；所述液力耦合器输出轴与负载装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，其特征在于:所述负载装置包括风机、泵及空压机。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，其特征在于:所述液力耦合器包括内置工作油泵，所述系统增加一截止阀，所述外置工作油泵通过截止阀与液力耦合器内部工作油泵并联连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，其特征在于:当工频旁路驱动电动机工作时，通过改变液力耦合器中可移动勺管的位置实现对液力耦合器输出转速的控制。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，其特征在于:当变频器驱动电动机工作时，将液力耦合器带有的勺管开度设定到液力耦合器的最高效率点，所述最高效率点范围介于979TlOO%。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于增速齿轮的液力耦合器变频调速系统，其特征在于:液力耦合器外置电动机驱动的辅助润滑油泵根据液力耦合器内润滑油管路检测值，适时启、停并参与工作油的输油。
【文档编号】F04D25/08GK204163945SQ201420604590
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】唐俊, 陈功, 赖成毅 申请人:东方日立(成都)电控设备有限公司