的，在电源和电动机1之间串接有变频器 3。通过变频器3来调节输入到电动机1中的电源电压和频率，控制从电源输入到电动机1 中电能的大小，从而控制电动机1输出转速的目的。此外，正由于变频器3能调节输入到电 动机1中的电源电压和频率，因此本实施例还具有节能的功效。值得一提的是，根据变频器 3自身的特性，串接在供电电源和电动机1之间的变频器3还具有能对本系统过流、过压、欠 压等情况的保护作用。本实施例中电动机1、直驱式耦合器2中的耦合输入轴21和耦合输 出轴22、联轴器23以及变频器3均为现有技术中已知物，故其具体结构在此不再详述。
[0028] 下面通过对传统液耦的传动效率与本实用新型实施例提供的直驱式耦合变频调 速系统的传动效率进行了详细描述并做出对比。
[0029] 传动效率q = w2/Wl，其中，Wl为输入功率，w 2为输出功率。
[0030] 根据传统液耦涡轮52与栗轮51为同半径的特性可知，传统液耦的传动效率为Tl =W2Zw1= n ^n1，其中n2为祸轮52的转速，n i为栗轮51的转速。通过调节勺管使传统液 耦5在不同负荷率的情况下工作，并对栗轮及涡轮转速进行测定，经由计算得到，在不同负 荷率的情况下传统液耦的传动效率见表1。
[0031]
[0032] 表 1
[0033] 即在负荷率为60 %时，传统液耦有41 %的效率被转化为废热；在负荷率为80% 时，传统液耦有13%的效率被转化为废热。而为了维持液耦的正常工作温度及对设备的保 护，需消耗冷却液对液耦产生的废热实现降温处理，因此会进一步增加传统液耦的运行成 本。且根据表1可知，传统液耦的负荷越低，其能源浪费就越大。
[0034] 本实用新型实施例提供的直驱式变频节能调速系统，耦合输入轴21与耦合输出 轴22为刚性连接，因此耦合输入轴21的转速与耦合输出轴22的转速相同，理论分析后直 驱式耦合器2的传动速率应为τι = 100%，但在传动过程中会有一定的机械损耗，根据检 测得到本实用新型实施例的直驱式耦合器2的效率即使在负荷率较低的工况下，其传动效 率也在q =96%以上。上述对比数据说明了采用本实施例所述的直驱式变频节能调速系 统，其刚性传动的设计克服了传统液耦5内液体滑差引起的能量损失的缺陷，提高了原耦 合器的传动效率，从而大大减少了企业的运行成本，减少了能源浪费。另外，本实用新型实 施例只需在原有的液耦的基础上进行改造，无需整个拆装，保留原有的液耦5与外部装置 的连接，不改变原有的工作位置和电气连接，从而减小了改装的难度，减少了改装的程序和 成本，通过简单、快捷的改装操作便能达到可靠的节能降耗的目的。
[0035] 为了将电动机1输出的机械动能传递给直驱式耦合器2，并在直驱式耦合器2内实 现增速效果，电动机1的电动输出轴11与直驱式耦合器2的耦合输入轴21相连，主要连接 方式为在电动输出轴11的输出端固定安装有驱动齿轮111，在耦合输入轴21的输入端固定 安装有增速齿轮211，驱动齿轮111与增速齿轮211啮合相连。其中，驱动齿轮111为内经 是大直径的齿轮，增速齿轮211为内经是小直径齿轮，驱动齿轮111在电动机1的驱动下运 转，带动啮合的增速齿轮211也进行运转，由于驱动齿轮111的直径大于增速齿轮211的直 径，因此在驱动齿轮111旋转一圈的情况下，增速齿轮211旋转的圈数大于一圈，又由于增 速齿轮211安装在耦合输入轴21上，耦合输入轴21与耦合输出轴22为刚性连接，因此实 现了直驱式耦合器2输出转速增大的效果。
[0036] 在直驱式耦合器2内传递的动能最终需传递到负载装置4上，为负载装置4的运 行提供能量，因此将耦合输出轴22的一端与负载装置4的负载输入轴41的一端固定连接， 连接方式可采用联轴器23实现。
[0037] 值得一提的是，在本实施例的一个优选实施方式中，上述负载装置4优选为给水 栗，直驱式耦合器2与给水栗相连并驱动给水栗工作。由于在火电厂中给水栗大量使用并 消耗大批的电能，因此按照本实施例提供的直驱式变频节能调速系统进行改造能使整个给 水栗及其传动系统均达到最佳的运行状态，从而大大降低了电动给水栗的耗电量，降低了 供电煤耗以及单位生产总值的能源消耗。因此本实用新型实施例提供的直驱式变频节能调 速系统对于火电厂的电动给水栗的改造是十分必要的。当然，上述负载装置4不限于给水 栗，还可为风机、压缩机等装置。
[0038] 应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限 制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在 权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词"包含" 不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词"一"或"一个"不排除 存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词 解释为名称。
【主权项】
1. 一种直驱式变频节能调速系统，其特征在于，包括相互连接的电动机（1)和直驱式 耦合器（2)，其中， 所述直驱式变频节能调速系统还包括变频器，所述变频器串接在电源和所述电动机之 间； 所述直驱式耦合器（2)包括耦合输入轴（21)与耦合输出轴（22)，所述耦合输入轴 (21)的输出端与所述耦合输出轴（22)的输入端通过联轴器（23)实现连接。2. 根据权利要求1所述的直驱式变频节能调速系统，其特征在于，所述电动机（1)包括 电动输出轴（11)，所述电动输出轴（11)的输出端设置有驱动齿轮（111)，所述耦合输入轴 (21)的输入端设置有增速齿轮（211)，所述驱动齿轮（111)与所述增速齿轮（211)相啮合。3. 根据权利要求1~2任意一项所述的直驱式变频节能调速系统，其特征在于，所述直 驱式变频节能调速系统还包括负载装置（4)，所述负载装置（4)上设置有负载输入轴（41)， 所述耦合输出轴（22)的输出端与所述负载输入轴（41)的输入端由联轴器连接。4. 根据权利要求3所述的直驱式变频节能调速系统，其特征在于，所述负载装置（4)为 给水栗。
【专利摘要】本实用新型公开了一种直驱式变频节能调速系统，涉及传动设备节能调速的技术领域，为解决采用现有的液力耦合器工作能耗较大，转化效率较低从而造成企业运行成本提高、能源浪费的问题。所述直驱式变频节能调速系统包括相互连接的电动机和直驱式耦合器，其中，该系统还包括变频器，变频器串接在电源和电动机之间；直驱式耦合器包括耦合输入轴与耦合输出轴，耦合输入轴与耦合输出轴通过联轴器实现连接。本实用新型提供的直驱式变频节能调速系统使从电动机输出的能量在直驱式耦合器内的传递过程中的传动效率达到了最高，从而提高了能源的利用率，减少能源浪费。
【IPC分类】H02P27/04, F04B49/06, H02K7/116
【公开号】CN204877899
【申请号】CN201520651346
【发明人】刘继国
【申请人】北京合康亿盛变频科技股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月26日