[發(fā)明專利]一種串聯(lián)動力水泵及串聯(lián)動力水泵控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711425038.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108050034A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝夢;徐紅艷;童乙倫;童獻文
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南同能機電科技有限公司
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00;F04B17/03;F04B17/05;F04B49/06;H02P23/06;F02B63/04;F02C6/00;F01D15/10
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本發(fā)明公開了一種串聯(lián)動力水泵及串聯(lián)動力水泵控制方法，其特征在于，包括熱動力機、電機單元和水泵；所述的電機單元的兩端均有向外伸出的傳動軸；所述熱動力機、電機單元和水泵依次串聯(lián)連接。該串聯(lián)動力水泵及方法，結(jié)構(gòu)簡單可靠，能采用電力和燃料多種運行模式，實現(xiàn)電力和燃料的優(yōu)勢互補，而且能源利用效率高，具備顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)獍l(fā)電和水泵領(lǐng)域，尤其涉及一種串聯(lián)動力水泵及串聯(lián)動力水泵控制方法。

背景技術(shù)

大型水泵系統(tǒng)中的水泵一般都是采用電機全電力驅(qū)動，但隨著天然氣在的廣泛使用，通過燃?xì)獍l(fā)動機驅(qū)動水泵成為可能，但是目前技術(shù)中沒有將電機與發(fā)動機形成很好的動力結(jié)合。因此，有必要設(shè)計一種串聯(lián)動力水泵及串聯(lián)動力水泵控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種串聯(lián)動力水泵，包括熱動力機、電機單元和水泵；

所述的電機單元的兩端均具有向外伸出的傳動軸，包括定子、轉(zhuǎn)子和軸承，其中定子包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子繞組由多個繞組組成，每個繞組由導(dǎo)線反復(fù)纏繞在同一定子鐵芯部位而形成。

所述熱動力機可采用燃?xì)饣蛉加偷膬?nèi)燃機、燃?xì)廨啓C或蒸汽輪機，或燃?xì)廨啓C和蒸汽輪機組合形式，其中燃?xì)庾罴巡捎锰烊粴狻?/p>

所述熱動力機、電機單元和水泵的傳動軸依次串聯(lián)連接。

所述熱動力機與電機單元的第一端外伸的傳動軸通過前級連軸裝置相連；電機單元的第二端外伸的傳動軸通過后級連軸裝置與水泵的傳動軸相連。

熱動力機、電機單元和水泵的三軸串聯(lián)直驅(qū)，效率更高，結(jié)構(gòu)更簡單，更于維護。

進一步，當(dāng)所述電機定子、轉(zhuǎn)子和傳動軸處于水平布置時，位于所述電機轉(zhuǎn)子上方的電機定子繞組中包含一個或多個反重力勵磁繞組；所述反重力勵磁繞組通過在電機定子繞組之間增加引出導(dǎo)線而獲得，所述反重力勵磁繞組通過引出導(dǎo)線可與其他定子繞組電氣分離，形成可獨立通電工作的回路，也可接入到定子繞組回路中。

電機轉(zhuǎn)子內(nèi)主要材料為鐵芯，當(dāng)所述反重力勵磁繞組通入電流時，能對電機轉(zhuǎn)子內(nèi)的鐵芯產(chǎn)生向上反重力方向的電磁吸力，該電磁吸力能讓電機單元傳動軸的水平支撐軸承，或連同熱動力機和水泵傳動軸的水平支撐軸承，所受的豎直向下壓力減小或為零， 此時工況為熱動力機驅(qū)動水泵，電機單元既不做電動機也不發(fā)電。

當(dāng)熱動力機、電機單元和水泵水平安裝時，在三者中的運動部件，電機轉(zhuǎn)子和傳動軸的重量相對其他部件要重的多，傳動軸轉(zhuǎn)動時軸承產(chǎn)生的摩擦力只與軸承承受的豎直向下徑向壓力有關(guān)，而與水泵負(fù)荷和傳動軸的轉(zhuǎn)矩大小無關(guān)，一旦該壓力減小甚至為零，將大大降低軸承轉(zhuǎn)動時的摩擦阻力，同時可降低震動和噪音。這種普通軸承加轉(zhuǎn)子和反重力勵磁繞組的結(jié)構(gòu)方式，與磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)類似，能使軸承徑向方向承受的重力減小甚至到零，相當(dāng)于處于失重環(huán)境下，獲得近似于磁懸浮軸承的效果。

由于采用電機與熱動力機和水泵直接串聯(lián)結(jié)構(gòu)，此時整個電機不僅成了連接熱動力機與水泵的傳動軸和飛輪，還成為能支撐熱動力機和水泵自身傳動軸的反重力軸承。而且反重力勵磁繞組結(jié)構(gòu)，不需要再電機本體上額外增加部件，而是結(jié)合電機單元已有軸承、轉(zhuǎn)子和定子，通過優(yōu)化定子繞組，產(chǎn)生出獨特反重力勵磁繞組結(jié)構(gòu)，使已有電機單元成為一個龐大的反重力軸承，和一個性能更加優(yōu)質(zhì)的反重力慣性飛輪。

進一步，所述的電機單元為發(fā)電機、電動機、復(fù)合型電機或電機組；復(fù)合型電機是指該電機單元既能作為發(fā)電機使用又能作為電動機使用；電機組為包括依次串聯(lián)的至少兩個子電機。如電機單元采用兩臺電機同軸串聯(lián)，其中一臺電機連接電動機模塊，作動力輸出的電動機，另一臺電機與發(fā)電模塊接通， 作電力輸出的發(fā)電機；或采用雙定子共一個轉(zhuǎn)子的電機，其中一個定子與電動機模塊接通，作輸入電源的電動機定子，另一個定子與發(fā)電模塊接通，作輸出電源的發(fā)電機定子。