[發明專利]蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置

有效

• 申請號: 201310327884.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103401350A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 龔學海;章立新;張維;吳刁;黃眺;曲增;許鶴華;劉婧楠;張淑存;趙東東
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02K7/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

本發明涉及一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，尤其是一種大功率旋轉類機械或經常間斷性工作的旋轉類機械輔助啟動的節能裝置。

背景技術

在如今科技領域日趨成熟發達之際，大功率旋轉機械設備的應用十分廣泛。在生產過程中，電動機要經常啟動、停止，其啟動性能的優劣對生產影響很大，并且耗能巨大，這是因為大功率電動機，其強大的啟動電流會造成較大的線路電壓降落，引起電網電壓降低，不僅影響其他用電設備的正常工作，而且對動力變壓器也會產生較大的沖擊，并且在電動機停止轉動時還有巨大的轉動動能，而這部分慣性動能往往都被忽略了，所以，在今天提倡節能減排的社會，一種能夠儲存這部分能量并且減小啟動所耗能的儲能設備迫切重要。

為了減小啟動電流，目前廣泛采用的方式為軟啟動和降壓啟動，但是這類啟動通常都有較嚴格的工況限制，啟動能耗及啟動時間顯著增加，并且結構復雜。而本蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置可以在幾乎不耗費額外電能的情況下，對工作設備進行預啟動或加速啟動，降低設備的啟動電流，進而可以節約非常可觀的能量，還能降低旋轉類設備的啟動時間，提升設備的性能。當旋轉類機械斷電以后，將系統的旋轉慣性動能以彈性勢能的形式儲存起來，當再次啟動機器時，先部分釋放儲存的能量，逐步提高設備的運行速度，然后啟動動力機器，轉軸將在彈簧與動力機器的雙重作用下加速轉動，由于單向軸承的特點，當儲能彈簧的轉速小于工作軸的轉速時，單向軸承就會內外圈自動分離，輔助啟動結束，轉軸正常運轉。本裝置不僅能最大限度地節約機器的啟動能耗，還可以回收那些原本被忽略的能量，因此具有非常好的應用前景。?

發明內容

本發明是要提供一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，將停機時旋轉機械的慣性動能轉化為彈性勢能儲存起來，然后再在開機時將彈性勢能轉化為輔助旋轉類機械啟動的動能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種蓄能型輔助啟動旋轉類機械的節能裝置，包括伺服電機、操作軸、單向軸承、渦卷彈簧、左摩擦器、右摩擦器、支架、旋轉類機械、工作轉軸、絲桿、滑動器、電動推桿、傳動盤，其特點是：旋轉類機械上的工作轉軸通過單向軸承連接傳動盤，傳動盤下面設有電動推桿，且電動推桿與傳動盤之間定位配合連接，工作轉軸前端固定連接右摩擦器，右摩擦器與固定在操作軸右端的左摩擦器配合連接，操作軸上裝有渦卷彈簧，渦卷彈簧中心端固定在操作軸上，渦卷彈簧的外端與傳動盤固定連接，操作軸左端通過單向軸承安裝在支架上，支架固定連接在滑動器的滑動塊上，支架上設有內螺孔，并通過內螺孔與絲桿配合傳動連接，絲桿與伺服電機連接。

傳動盤中間開有中心孔、中心孔內裝有單向軸承，傳動盤外圓上開有若干個定位止動槽，外端面通過彈簧固定桿與渦卷彈簧相連接。

左摩擦器設有錐度在10°～15°的內錐臺，并通過平鍵與操作軸周向固定連接；右摩擦器設有錐度在10°～15°的外錐臺，并通過平鍵與工作轉軸周向固定連接；傳動時，左摩擦器的內錐臺與右摩擦器的外錐臺配合摩擦連接。

儲能時，所述電動推桿的推桿旋出卡在傳動盤的定位止動槽內。

本發明的有益效果是：

本發明采用單向軸承、左摩擦器套裝在操作軸上，伺服電機軸與絲桿相連，蝸桿的另一端伸在內螺孔中，渦卷彈簧中心端固定在操作軸上。操作軸的兩個支架固定在滑動器的滑動塊上。右摩擦器、單向軸承、套裝在工作軸上。傳動盤套裝在單向軸承上，渦卷彈簧的外端通過彈簧固定桿固定傳動盤上，通過彈性形變將動能以彈性勢能的方式儲存起來。

因此，本發明具有以下特點：

1、以彈性勢能的形式將旋轉類機械斷電時的旋轉慣性動能儲存起來。

2、渦卷型彈簧在儲能階段與放能階段轉動方向是反向的，而旋轉類機械的主軸在關閉階段與啟動階段的轉動方向是同向的，如何將儲存的彈性勢能轉化為對軸的正向啟動扭矩，避免單向扭矩異向化的問題，是涉及渦卷型彈簧儲能裝置的技術關鍵點。本蓄能型輔助啟動節能裝置靈活地應用了單向軸承及渦卷彈簧，巧妙地解決了上述關鍵技術問題。

3．該裝置的推廣及應用