通过多级减速提高传动效率节约能源的方法
【专利摘要】本发明涉及一种通过多级减速提高传动效率节约能源的方法。本发明所要解决的是，改变目前原动机传动领域的传动技术，具体是涉及在传动领域的传动技术中。原动机传动能改变生产机械工况的，选取提高生产机械的功率，降低生产机械的转速，增加二级减速传动或多级减速传动。原动机传动生产机械工况不变的，选取提高原动机的转速，降低原动机的功率，增加二级减速传动或多级减速传动的传动技术。来达到增加电能、节约能源的显著效果。
【专利说明】通过多级减速提高传动效率节约能源的方法
【技术领域】:[0001]本发明属于目前原动机传动的【技术领域】，电力工业原动机传动发电领域存在增加发电量不足，工农业生产和现实生活原动机传动领域存在节约能源不足，本发明是要解决以上的不足。具体是涉及改变目前原动机传动【技术领域】，原动机传动能改变生产机械工况；选取提高生产机械(发电机)50%以上的功率，降低生产机械(发电机)50%以上的转速，原动机传动生产机械工况不变；选取提高原动机50%以上的转速，降低原动机27%以上的功率，首先设计一级减速传动，再增加一级减速传动或多级减速传动，在符合生产机械传动的工况下，尽量设计多级减速传动，应用到目前传动领域原动机传动技术上。
【背景技术】:
[0002]多少年来，能量守恒定律一直广泛应用于原动机传动领域中的设计，特别是目前国内外，电力工业发电传动领域的火力发电、核能发电、水力发电、内燃机发电等，都是原动机直接传动转换成电能(电能是没有极数所分的)。在工农业生产和现实生活原动机传动中，执行系统的工况和工作要求与原动机的机械特性相匹配。能直接传动的就直接传动，需要减速传动的就减速传动，尽可能选择结构简单的单级传动装置，实际上是考虑负载的生产机械所需要的扭矩(转矩)来选定原动机功率。选取原动机功率和转矩是有公式的:
[0003]即Tm = 9550P/n Tm = 9550Ρ/η? Σ— η
[0004]式中:ΤΜ-原动机产生的扭矩，N.m
[0005]P-原动机功率，kw
[0006]N-原动机额定转速，r/min
[0007]?Σ-传动比，
[0008]Π -传动效率
[0009]原动机的输出扭矩(转矩)一定大于生产机械所需要的扭矩，一般需要一个安全系数。
[0010]目前世人认为直接传动效率最高是1，即使增加了传动装置，传动效率都小于I的结论，只能满足目前原动机传动技术上的要求，但在增加电能、节约能源方面存在不足。如果能研发一种传动技术，既能增加电能，又能节约能源，就解决了目前传动领域原动机传动技术上存在的不足。
[0011]多年来，有本人申请专利(专利号:ZL200720062998.3)(专利号:ZL200820137698.1)(专利号:ZL200920184874.1)(授理号:ZL200910114827.4)(授理号:ZL201110113214.6)等，在传动领域多项电机传动技术实践使用中不断地探索、认识，总结和研发出了这种增加减速级数的传动技术。在电力工业发电传动领域的直接传动中，选取增加50%以上发电量的发电机组，降低50%以上发电机的转速，增加二级减速传动或多级减速传动，在目前工农业生产和现实生活的传动领域原动机传动技术中，为了增加电能、节约能源，选择多级减速传动技术。原动机传动生产机械工况不变的，选取提高50%以上原动机的转速，降低27%以上原动机的功率，增加二级减速传动或多级减速传动，来节约能源，原动机传动能改变生产机械工况的，选取增加生产机械50%以上的功率，降低生产机械50%以上的转速，增加二级减速传动或多级减速传动，来增加电能节约能源。并且发现了直接传动的传动效率是I，增加一级减速传动的传动效率小于I，增加二级减速传动的传动效率大于I，增加三级减速传动的传动效率大于二级减速传动的效率……增加η级减速传动的传动效率大于η-1 (η大于等于2)级减速传动的效率，同时，扭矩也随着传动效率的提高而提高，实际上是应该对目前原动机功率和扭矩的计算公式加以补充。
[0012]原动机传动能改变生产机械工况的补充扭矩公式:TM = 9550P/ni Σ iglig2……η式中:ΤΜ-原动机产生的扭矩N.m
[0013]P-原动机额定功率kw
[0014]n-原动机额定转速，r/min
[0015]i Σ -设计一级减速传动比，(或原有的减速传动比)，
[0016]igl- 二级减速传动比，(或增加的减速传动比)，
[0017]ig2-三级减速传动比，(或再增加的减速传动比)，
[0018]Π-提高的传动效率
[0019]电机有个共同公式:P = MN/9550，
[0020]式中:P-增加50%以上生产机械的功率kw[0021 ] M-原动机产生的扭矩N.m
[0022]N-降低50%以上生产机械的转速r/min`[0023]原动机传动生产机械工况不变的补充扭矩公式:TM = 9550P/ni Σ iglig2……η式中:ΤΜ-原动机产生的扭矩，N.m
[0024]P-降低27%以上原动机的功率，kw
[0025]n-提高50%以上原动机的转速，r/min
[0026]i Σ -设计一级传动比，(或原有的减速传动比)，
[0027]igl- 二级减速传动比，(或增加的减速传动比)，
[0028]ig2-三级减速传动比，(或再增加的减速传动比)，
[0029]n -提高的传动效率
[0030]通过选取原动机功率和扭矩的补充扭矩公式计算，再对传动领域原动机传动技术进行设计，就解决了目前传动领域原动机传动技术上存在的不足。迄今为止，尚未发现将该项传动技术应用于目前的传动领域原动机传动技术上。
【发明内容】
:
[0031]本发明所要解决的是:改变目前传动领域原动机传动技术。具体是涉及在传动领域的传动技术中，原动机传动能改变生产机械工况；选取增加生产机械50%以上的功率，降低生产机械50%以上的转速，增加二级减速传动或多级减速传，原动机传动生产机械工况不变；选取提高原动机50%以上的转速，降低原动机27/%以上的功率，增加二级减速传动或多级减速传动的传动技术，应用到目前传动领域原动机传动技术上。
[0032]本发明是通过下述技术方案实现的。
[0033]一、原动机传动发电的电能是不守恒的。是通过提高传动效率和扭矩来增加电能、传动效率和扭矩是随着减速级数的增加而提高，在传动领域原动机减速传动技术中，直接传动的传动效率是I，增加一级减速传动的传动效率小于I，增加二级减速传动的传动效率
大于1，增加三级减速传动的传动效率大于二级减速传动的效率......增加η级减速传
动的传动效率大于η-1 (η大于等于2)级减速传动的效率，同时，扭矩也随着传动效率的提高而提高，在减速传动技术中，传动比要一级一级地缩小，用输入传动比大、输出传动比小(相当于一级一级省力扛杆连接过程)来提高生产机械工况的传动效率。
[0034]二、在目前传动领域中，原动机传动能改变生产机械工况，选取增加50%以上生产机械的功率，降低50%以上生产机械的转速，并设计一级减速传动，传动比尽量小，再增加一级减速传动或多级减速传动，在符合生产机械传动的工况下，尽量设计多级减速传动的传动技术，选取原动机传动能改变生产机械工况的补充扭矩公式计算:
[0035]Tm = 9550Ρ/η? Σ iglig2.....η
[0036]式中:ΤΜ -原动机产生的扭矩，N.m
[0037]P-原动机额定功率，kw
[0038]η-原动机额定转速，r/min
[0039]i Σ -设计一级传动比，(或原有的减速传动比)，
[0040]igl- 二级减速传动比，(或增加的减速传动比)，
[0041]ig2-三级减速传动比，(或再增加的减速传动比)，
[0042]η -提高的传动效率.[0043]电机有个共同公式:P = ΜΝ/9550,
[0044]式中:Ρ-增加50%以上生产机械的功率kw
[0045]M-原动机产生的扭矩N.m
[0046]N-降低50%以上生产机械的转速r/min
[0047]三、在目前传动领域中，原动机传动生产机械工况不变，选取提高50%以上原动机的转速，降低27%以上原动机的功率，原动机直接传动，首先设计一级减速传动，传动比尽量小，增加一级减速传动或多级减速传动，原动机一级减速传动(也可分开传动比、多级减速传动、总的传动比不变)，再增加一级减速传动或多级减速传动，原动机多级减速传动，在符合生产机械传动的工况下，尽量设计增加减速传动的传动技术，所以在传动领域中原动机的功率，应选取补充的扭矩公式计算，针对生产机械所需要的功率来选择。[0048]原动机传动生产机械工况不变的补充扭矩公式:TM = 9550P/ni Σ iglig2……η
[0049]式中:ΤΜ-原动机产生的扭矩，N.m
[0050]P-降低27%以上原动机功率，kw
[0051]n-提高50%以上原动机转速，r/min
[0052]i Σ -设计一级传动比，(或原有的减速传动比)，
[0053]igl- 二级减速传动比，(或增加的减速传动比)，
[0054]ig2-三级减速传动比，(或再增加的减速传动比)，
[0055]n -提高的传动效率.[0056]举列说明:
[0057]例A，改造前:
[0058]水轮机，型号:XJA-W_40/1X9，功率 36_326kw
[0059]水头30-130 米，转速 600-1000 转 / 分[0060]流量0.15-0.312立方米/秒
[0061]电站水头高度60米，水管长度70米，内径490mm，配套水轮发电机，型号:SFw75-8/580，额定转速:n = 750r/min，额定功率:93.75kVA(93.75X0.8 = 75kw)，额定电压:400V额定电流:135.5A，额定:励磁电压:26.25V，励磁电流:109.5A。
[0062]额定功率因数cos Φ c，0.8
[0063]传动方式直接传动:
[0064]水轮机输出轴安装有飞轮，飞轮连接卧式发电机联轴器传动发电，最大电流145A时发电机发电量80kw.ho
[0065]有发电机输出功率也可以计算出水轮机产生的扭矩Tm ；
[0066]公式:TM= 9550P/n
[0067]式中:TM-水轮机产生的扭矩.N.m
[0068]P-发电机输出功率80kw.h
[0069]η-发电机额定转速n = 750r/min,
[0070]Tm = 9550X80kw.+750X = 1018.6Ν.m。
[0071]改造后:
[0072]利用水轮机，型号:XJA-W_40/1X9，增加一个轴交角90度的减速机(也是增加一级减速)，卧式发电机改用，型号:SFwl25-16/990，
[0073]额定转速n = 375r/min，额定功率:125kw，额定电压400V，
[0074]额定电流225.6A，额定励磁电压120V，额定励磁电流8A。
[0075]额定功率因数cos<j5e0.8
[0076]由水轮机飞轮直接联接联轴器传动，联轴器安装在减速机输入轴(也是角齿轴)上，角齿(17齿)传动盆齿(34齿)传动比2，盆齿轴(也是减速机输出轴)安装有联轴器通过弹性圈螺栓联接发电机联轴器传动发电，(水轮机额定转速n = 750r/minX角齿17齿+盆齿34齿=改造后发电机转速，n = 375r/min)这么一个传动过程。
[0077]通过实践证明:利用水轮机，型号:XJA-W_40/1X9，增加一个轴交角90度的减速机(也是增加一级减速)，传动卧式发电机(型号:SFwl25-16/990)最大电流139A时发电机发电量77kw.h。
[0078]水轮机产生扭矩1018.6N.mX增加一级减速传动比2 = 2037N.m，
[0079]电机有个共同公式:P = ΜΝ/9550，
[0080]式中:P-发电机功率kw[0081 ] M-水轮机产生扭矩2037N.m
[0082]N-125kw/16极发电机额定转速375r/min
[0083]P = 2037X375 + 9550 = 79.98kw
[0084]改造前后在同一台水轮机负载工况下，直接传动与增加一级减速传动的传动效率对比:
[0085]I，直接传动发电机最大电流145A是增加一级减速传动发电机最大电流139A的
1.04倍(145+139 = L 04)，一级减速传动效率是直接传动效率的η = 0.95.(139 + 145=0.95.)。
[0086]2,直接传动发电机发电量80kw.h是增加一级减速传动发电机发电量77kw.h的1.039倍(80 + 77 = 1.0389)，一级减速传动发电机发电量是直接传动发电机发电量的96%, (77 + 80 = 0.96% ) η = 0.96。(79.98kwX 传动效率 0.96 = 76.7kw)
[0087]所以直接传动的传动效率是I,增加一级减速传动的传动效率小于1, η =0.96。
[0088]例B，改造前:
[0089]生物制品厂的一种空气压缩机，型号:4LW_44/2.5、配匹电动机，型号:JS137-10/155kw。155kw/10极电动机轴安装有联轴器通过弹性圈螺栓联接空气压缩机飞轮直接传动(转速n = 590r/min)，在负载1.5MPa的压力下工作，电动机负载耗损电流200A。
[0090]于是可以计算出电机负载耗损功率:
[0091]公式:
【权利要求】
1.原动机传动发电的电能是不守恒的，是通过提高传动效率和扭矩来增加电能，传动效率和扭矩是随着减速级数的增加而提高，在传动领域原动机减速传动技术中，直接传动的传动效率是I，增加一级减速传动的传动效率小于I，增加二级减速传动的传动效率大于1，增加三级减速传动的传动效率大于二级减速传动的效率......增加η级减速传动的传动效率大于η-1 (η大于等于2)级减速传动的效率，同时，扭矩也随着传动效率的提高而提高，在减速传动技术中，传动比要一级一级地缩小，用输入传动比大、输出传动比小(相当于一级一级省力扛杆连接过程)来提高生产机械工况的传动效率。
2.在目前传动领域中，原动机传动能改变生产机械工况，选取增加50%以上生产机械的功率，降低50%以上生产机械的转速，并设计一级减速传动，传动比尽量小，再增加一级减速传动或多级减速传动，在符合生产机械传动的工况下，尽量设计多级减速传动的传动技术，选取原动机传动能改变生产机械工况的补充扭矩公式计算: 公式:TM = 9550P/ni Σ iglig2.....η 式中:ΤΜ-原动机产生的扭矩N.m P-原动机额定功率kw η-原动机额定转速r/min i Σ-设计一级传动比(或原有的减速传动比)， ig1- 二级减速传动比(或增加的减速传动比)， Ig2-三级减速传动比(或再增加的减速传动比)， H-提高的传动效率。 电机有个共同公式:P = MN/9550, 式中:P-增加50%以上生产机械的功率kw M-原动机产生的扭矩N.m N-降低50%以上生产机械的转速r/min。
3.在目前传动领域中，原动机传动生产机械工况不变，选取提高50%以上原动机的转速，降低27%以上原动机的功率，原动机直接传动，首先设计一级减速传动，传动比尽量小，增加一级减速传动或多级减速传动，原动机一级减速传动(也可分开传动比、多级减速传动、总的传动比不变)，再增加一级减速传动或多级减速传动，原动机多级减速传动，在符合生产机械传动的工况下，尽量设计增加减速传动的传动技术，所以在传动领域中原动机的功率,应选取补充的扭矩公式计算,针对生产机械所需要的功率来选择,原动机传动生产机械工况不变的补充扭矩公式:
Tm = 9550Ρ/η? Σ iglig2......η 式中:ΤΜ-原动机产生的扭矩，N.m P-降低27%以上原动机功率，kw n-提高50%以上原动机转速，r/min i Σ -设计一级传动比，(或原有的减速传动比)， ig1- 二级减速传动比，(或增加的减速传动比)， Ig2-三级减速传动比，(或再增加的减速传动比)， η-提高的传动效率。
【文档编号】H02K53/00GK103683806SQ201210336202
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】穆诗智 申请人:穆诗智