[實用新型]將負載轉(zhuǎn)速在工頻轉(zhuǎn)速與永磁調(diào)速之間切換的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520509744.6
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN204993020U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁兆勇;郭冰;趙虎軍
• 申請（專利權(quán)）人: 國電龍源節(jié)能技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于動力領(lǐng)域，特別涉及一種將負載轉(zhuǎn)速在工頻轉(zhuǎn)速與永磁調(diào)速之間切換的設(shè)備。

背景技術(shù)

大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如風機和泵等，一方面，為了運行安全，設(shè)計裕量都較大，另一方面，由于風機和泵等設(shè)備不能滿負荷運行，有些設(shè)備甚至長期處于低負荷，風機和泵的流量分別通過擋板和閥門控制，造成較大的節(jié)流損失。負載的功率和電機轉(zhuǎn)速成三次方比例關(guān)系，低負荷時工頻轉(zhuǎn)速的情況下電機本身耗能較大，如果能夠在負載低負荷時將電機轉(zhuǎn)速適當降低將存在較大的降耗空間。因此，調(diào)速設(shè)備：變頻器和永磁調(diào)速器，應運而生。

根據(jù)公式和(式中Q₁、Q₂、n₁、n₂、P₁、P₂分別表示不同工況下的流量、轉(zhuǎn)速和功率)，可知流量與轉(zhuǎn)速成一次方正比例關(guān)系、功率與轉(zhuǎn)速成三次方正比例關(guān)系，當需求流量降低時，正比例降低轉(zhuǎn)速的同時，出力僅是原來的三次方關(guān)系，因此降低電機轉(zhuǎn)速時電耗降低遠遠高于轉(zhuǎn)速降低幅度。

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n＝60×f(1-s)/p(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù))；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。目前變頻調(diào)速技術(shù)比較成熟，可以用于目前幾乎所有的變負荷旋轉(zhuǎn)設(shè)備，節(jié)能效果顯著。并且變頻調(diào)速器可以實現(xiàn)在線切換，一旦變頻器出現(xiàn)故障，可以在線將變頻切換到工頻運行，不影響整個系統(tǒng)的安全運行。但是，由于變頻器對環(huán)境適應能力強，對粉塵和高溫敏感，需要將變頻器單獨安置在空調(diào)密閉房內(nèi)，另一方面，變頻器壽命短、維護量大，模塊老化較快、更換頻率高，所以目前即使變頻器已經(jīng)廣泛應用，但是由于其結(jié)構(gòu)和性能的局限性，詬病一直存在而不能徹底解決。

永磁調(diào)速器是類似于變頻器的一類調(diào)速設(shè)備，它是通過銅導體和永磁體之間的氣隙實現(xiàn)由電動機到負載的轉(zhuǎn)矩傳輸。該技術(shù)實現(xiàn)了在驅(qū)動(電動機)和被驅(qū)動(負載)側(cè)沒有機械鏈接。其工作原理是一端稀有金屬氧化物硼鐵釹永磁體和另一端感應磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，通過調(diào)節(jié)永磁體和導體之間的氣隙就可以控制傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)負載速度調(diào)節(jié)。永磁調(diào)速器占地面積小，不需要另外加蓋安裝房子和空調(diào)降溫，平時維護量小，設(shè)備壽命長，但是永磁調(diào)速器存在一個目前不能普遍應用的弱點，那就是由于永磁調(diào)速器直接安裝在電機和負載之間，一旦永磁調(diào)速器出現(xiàn)故障，只能停機，然后再對永磁調(diào)速器檢修，如果不能很快將故障排除，只能將永磁調(diào)速器拆除返廠，將電機前移，重新與負載連接固定。對于沒有備用的大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備來說，永磁調(diào)速器故障后不能很快切換到工頻是用能單位不能接受的一個主要缺陷，也是主體發(fā)電廠在風機方面遲遲沒有采用永磁調(diào)速的原因。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型提供一種將負載轉(zhuǎn)速在工頻轉(zhuǎn)速與永磁調(diào)速之間切換的設(shè)備，其包括：永磁調(diào)速單元、工頻轉(zhuǎn)速單元和切換單元；所述永磁調(diào)速單元設(shè)置于所述負載和為所述負載旋轉(zhuǎn)提供源動力的電動機之間，具有：永磁調(diào)速器，用于對負載的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)；第一主傳動軸，所述第一主傳動軸的右側(cè)與所述永磁調(diào)速器的主動轉(zhuǎn)子側(cè)連接，所述第一主傳動軸的左側(cè)與待連接的所述電動機的輸出軸傳動連接；以及第二主傳動軸，所述第二主傳動軸的左側(cè)與所述永磁調(diào)速器的從動轉(zhuǎn)子側(cè)連接，所述第二主傳動軸的右側(cè)與待連接的所述負載的輸入軸傳動連接；所述工頻轉(zhuǎn)速單元設(shè)置于所述負載和所述電動機之間，具有：第三傳動軸，所述第三傳動軸的左側(cè)與待連接的所述電動機的輸出軸傳動連接，所述第三傳動軸的右側(cè)與待連接的所述負載的輸入軸傳動連接；所述切換單元用于使所述永磁調(diào)速單元和所述工頻轉(zhuǎn)速單元在所述負載和所述電動機之間切換。

在如上所述的設(shè)備中，優(yōu)選，所述第一主傳動軸的左側(cè)和所述第二主傳動軸的右側(cè)均沿各自傳動軸的軸向方向設(shè)置有第一插口；所述第一主傳動軸的第一插口套接于所述電動機的輸出軸，且所述第一主傳動軸的第一插口和所述電動機的輸出軸依次經(jīng)第一插銷穿過，以實現(xiàn)所述第一主傳動軸和所述電動機的傳動連接；所述第二主傳動軸的第一插口套接于所述負載的輸入軸，且所述第二主傳動軸的第一插口和所述負載的輸入軸依次經(jīng)第二插銷穿過，以實現(xiàn)所述第二主傳動軸和所述負載的輸入軸傳動連接。

在如上所述的設(shè)備中，優(yōu)選，所述第一主傳動軸的左側(cè)和所述第二主傳動軸的右側(cè)均套接有齒輪；所述第一主傳動軸的左側(cè)通過齒輪嚙合與所述電動機的輸出軸傳動連接；所述第二主傳動軸的右側(cè)通過齒輪嚙合與所述負載的輸入軸傳動連接。