用于起动动力系统的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于起动动力系统的方法和驱动装置，所述动力系统具有驱动轴(2)、与电网(12)连接的原动机(4)和差速传动器(3)，所述差速传动器具有三个驱动或从动件，其中一个从动件与驱动轴(2)连接，一个第一驱动件与原动机(4)连接，而一个第二驱动件与差速驱动器(5)连接，使原动机(4)从零转速或接近零的转速起动，同时向驱动轴(2)上作用外部的制动力矩，并且在驱动轴(2)的加速阶段对第二驱动件制动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于起动动力系统的方法，所述动力系统具有驱动轴、原动机和 差速器，所述差速器具有三个驱动或从动件，其中一个从动件与驱动轴连接，一个第一驱动 件与原动机连接，而一个第二驱动件与差速驱动器连接。 本专利技术还涉及一种用于执行所述方法的驱动装置。
技术介绍
作业机械，如输送装置，例如栗、压缩机和通风机或如碾磨机、破碎机、车辆等的一 个常见问题是，如何实现高效的转速变化的运行，或者说在高负荷下实现起动，因为，例如 电机、但还有内燃机多数具有比其设计扭矩小的起动扭矩。此外，使用电机作为原动机的例 子，但该原理也适用于所有可能类型的原动机，例如适用于内燃机。 当前最常用的电动驱动装置时交流电机，例如异步电机或同步电机。尽管有高的 电功率消耗，交流电机在停止运转时不能完全机械地输出其功率，这体现在高损耗和低起 动扭矩上。同时，交流电机的耗电在从零转速起动时通常相当于额定电流的7倍，这在起动 时导致对于电网存在相应的高电负荷。 因此，交流电机必须相应地设计得较大，由此，交流电机在停机时能够提供相当于 额定扭矩的驱动扭矩，并且因此通常尺寸设计过大。也是出于这个原因，电机因此不是直接 连接在电网上，而是通常与变频器相结合构造成转速可变的驱动装置。由此，可以从零转速 以高扭矩实现起动，而不必对电网施加负荷，但这种解决方法是昂贵的并且会导致明显的 效率损失。例如根据AT 507394 A，与此相对较为经济并且在效率上也更好的备选方案是， 使用差速系统。但这里原理上的限制在于，与差速级的传动比相关地仅能够实现较小的转 速范围或在所述差速模式中实际上不能在作业机械的驱动轴上实现低转速。 为了实现这一点存在不同的可能性。根据德国技术DE 20 2012 101 708 U例 如可以将差速器的传动比固定在1。以此为基础，可以利用差速驱动器驱动整个动力系统， 或者说，将原动机带到同步转速并进一步使其与电网同步。 这种解决方案的缺点在于，差速驱动器或其变频器的尺寸明显小于原动机并且因 此仅能提供相应小的扭矩。
技术实现思路
本专利技术的目的因此是，找到一种解决方案，利用该解决方案可以在载荷下使原动 机与电网同步（如例如直接连接在电网上的电机）或加速到具有高的可供使用的扭矩的转 速范围并附加地可以以动力系统最佳的设计扭矩使作业机从零转速起动。 所述目的通过前面所述类型的方法这样来实现，原动机从零转速或接近零的转速 起动，同时在驱动轴上作用外部的制动扭矩，并且在驱动轴的加速阶段对第二驱动件进行 制动。 此外，所述目的利用权利要求13的特征来实现。 差速系统的核心是差速器，所述差速器在一个简单的实施形式中可以是具有三个 驱动或从动件的简单的行星齿轮传动级，其中一个从动件与作业机械的驱动轴连接，一个 第一驱动件与原动机连接，而一个第二驱动件与差速驱动器连接。由此，作业机械可以在原 动机转速恒定的情况下转速可变地运行，其方式是，差速驱动器补偿转速差。 为了将原动机从停机出发优选带到同步转速并附加地其高扭矩从零转速起动作 业机，所述起动根据本专利技术例如如下面所述分成3阶段进行： 阶段1 :将原动机优选用所谓的星形/三角形接线连接到电网上，或备选地（用特 别保护电网的方法）首先利用附加的装置将其带到（至少接近）同步转速，然后使其与电 网同步。在内燃机的情况下，则简单地起动内燃机并接着使其加速。这里，除了差速器的第 二驱动件的要克服的由惯性力矩引起的反作用力以外，原动机在起动期间基本上不会受到 外部的机械载荷。相反，这意味着，直到原动机达到其额定转速之前，作用到原动机的驱动 轴上的驱动扭矩相应较小。 阶段2 :由于现在原动机的全部扭矩都可供使用，在第二阶段在负荷下开始作业 机械的实际加速和起动，其方式是，差速传动级的第二驱动件通过同步制动器减速。 阶段3 : -旦差速系统的第二驱动件的驱动轴处于差速驱动器的正常转速范围， 则第二驱动件承担动力系统的转速调节并将同步制动器放开。 本专利技术优选的实施形式是各从属权利要求的主题。【附图说明】 下面参考附图来说明本专利技术的优选实施形式。其中： 图1示出用于栗驱动装置的根据本专利技术的差速系统的原理； 图2示出差速系统的另一个根据本专利技术的实施形式； 图3示出差速系统的另一个根据本专利技术的带有前置传动级的实施形式； 图4示出栗的差速系统的转速和功率参数， 图5示出差速系统的另一个根据本专利技术的带有简化的差速驱动器的实施形式， 图6示出由图5得到的转速和功率参数， 图7示出差速系统的另一个根据本专利技术的带有传动挡位级的实施形式， 图8示出由图7得到的转速和功率参数， 图9示出差速系统的另一个根据本专利技术的带有降低的转速范围的实施形式， 图10示出由图9得到的转速和功率参数， 图11示出针对所谓的栗轮机由图9得到的转速和功率参数， 图12示出用于作为原动机的内燃机的差速系统的另一个根据本专利技术的实施形 式，以及 图13示出用于缓冲动力系统振动的调节系统。【具体实施方式】 图1示出用于以栗为例子的动力系统的差速系统的原理。这里作业机械1是栗的 转子，所述转子通过驱动轴2和差速器3由原动机4驱动。原动机4优选是中压交流电机， 所述交流电机连接在电网12上，所述电网在所示实施例中由于中压交流电机而是中压电 网。但所选择的电压水平取决于具体情况并且首先取决于原动机4的功率水平，并且可以 在不对根据本专利技术的系统的基本功能产生影响的情况下具有任意希望的电压水平。 根据原动机4的极对数得到结构形式特有的工作转速范围。该工作转速范围这里 是指原动机4提供确定的或希望的或要求的扭矩的转速范围，或者在电机的情况下能够与 电网12同步的转速范围。行星齿轮架7与驱动轴2连接，原动机4与齿圈8连接，而差速 器3的太阳轮9与差速驱动器5连接。由此在该实施形式中，差速系统的核心是一种简单 的行星齿轮传动级，它具有三个驱动或从动件，其中一个从动件与作业机械1的驱动轴2连 接，第一驱动件与原动机4连接，而第二驱动件与差速驱动器5连接。 为了能够最佳地调整差速驱动器5的转速范围，在太阳轮9和差速驱动器5之间 设置调整传动装置10。除了所示的直齿轮级，调整传动装置10也可以例如是多级的或构造 成齿形带或链条机构和/或与行星齿轮传动级相结合。此外，利用调整传动装置10可以实 现用于差速驱动器5的轴偏移，所述轴偏移由于作业机械1与原动机4的同轴布置实现了 差速驱动器5的简单构成。电机制动器1与差速驱动器5连接，所述电机制动器在需要时 使差速驱动器5制动。差速驱动器5通过优选低压变频器电连接在电网12上，所述低压变 频器包括马达侧的逆变器6a和电网侧的逆变器6b和变压器11。所述变压器始终补偿所有 可能存在于电网12和电网侧的逆变器6b之间的电压差并且在原动机4、电网侧的逆变器 6b和电网12之间存在电压平衡时可以取消变压器。逆变器6a和6b通过直流中间回路连 接并且可以在需要时在空间上分离，其中马达侧的逆变器6a优选尽可能靠近差速驱动器5 定位。这种设计构思的主要优点是，原动机4可以直接、即没有复杂的功率电子装置地连接 在电网12上。可变的转子转速与连接在电网上的原动机4的固定转速之间的补偿通过转 速可变的差速驱动器5来实现。 差速系统的扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于起动动力系统的方法，所述动力系统具有驱动轴(2)、原动机(4)和差速传动器(3)，所述差速传动器具有三个驱动或从动件，其中一个从动件与驱动轴(2)连接，一个第一驱动件与原动机(4)连接，而一个第二驱动件与差速驱动器(5)连接，其特征在于，使原动机(4)从零转速或接近零的转速起动，同时向驱动轴(2)上作用外部的制动力矩，并且在驱动轴(2)的加速阶段对第二驱动件制动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃里亚韦茨，M·瓦尔德纳，G·黑亨贝格尔，
申请(专利权)人：塞特可持续能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT