传动系统和用于运行传动系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种传动系统，其包括驱动轴(2)、驱动装置(4)和行星齿轮变速器(3)，所述行星齿轮变速器具有三个驱动器或从动器，其中，一个从动器与驱动轴(2)连接，一个驱动器与驱动装置(4)连接，并且一个第二驱动器与电气的差动驱动器(5)连接，在所述传动系统中，所述差动驱动器(5)能在没有变频器的情况下直接接通到电网(12)上，以便所述传动系统能够在没有变频器的情况下运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传动系统和用于运行传动系统的方法
本专利技术涉及一种传动系统，其包括驱动轴、驱动装置和差速器，所述差速器具有三个驱动器或从动器，其中，一个从动器与驱动轴连接，一个驱动器与驱动装置连接，并且第二驱动器与电气的差动驱动器连接。此外，本专利技术涉及一种用于运行传动系统的方法，所述传动系统包括驱动轴、驱动装置和差速器，所述差速器具有三个驱动器或从动器，其中，一个从动器与驱动轴连接、一个驱动器与驱动装置连接，并且第二驱动器与电气的差动驱动器连接。
技术介绍
对做功机械、例如输送装置(如泵、压缩机和通风机)或者例如磨碎机、轧碎机、车辆或者例如能量产生设备等经常提出的要求是高效的转速可变的运行。此外，电机被考虑为在这一点上使用的驱动装置的示例，但是该原理适用于所有可能类型的驱动装置，例如内燃机。现在最经常使用的电驱动器是三相电机、例如异步电动机和同步电动机。为了使所述电驱动器能转速可变地运行，所述电驱动器与变频器相结合地连接到电网上。因此，虽然可以实现驱动器的转速可变的运行，但该解决方案是昂贵的并且与显著的效率损失相关联。相对来说更低成本的并且在效率方面也更好的备选方案是使用例如按照文献AT507394A的差动系统。差动系统的核心在于差速器，该差速器在一种简单的实施方式中是具有三个驱动器或从动器的简单的行星齿轮变速器级，其中，一个从动器与做功机械的驱动轴连接，一个第一驱动器与驱动装置连接，并且一个第二驱动器与差动驱动器连接。因此，驱动装置可以在驱动装置转速恒定的情况下转速可变地运行，其方式为：转速可变的差动驱动器补偿所产生的转速差。转速该可变的差动驱动器通常是与驱动装置相比小的三相电机，该三相电机借助于相应的小的变频器连接到电网上。然而，变频器比电机更易出故障并且具有明显更短的使用寿命。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，给出一种开头提到的类型的装置和方法，利用其可以在没有变频器的情况下运行传动系统。该任务利用具有权利要求1的特征的传动系统来解决。此外，该任务在具有权利要求8的特征的方法中得到解决。当差动驱动器能选择性地经由变频器或与变频器并联的导线接通到电网上时，按照本专利技术优点在于，传动系统如本身已知的那样可以经由变频器运行，但即使变频器具有缺陷或者出现故障，传动系统也可以继续运行，即使该传动系统的转速变化性取消或者受限。本专利技术的优选的实施方式是从属权利要求的方案。附图说明下面参照附图阐述本专利技术的优选的实施方式。在附图中：图1示出用于按照现有技术的泵的驱动器的差动系统的原理；图2示出差动系统的按照本专利技术的第一实施方式；图3示出差动系统的按照本专利技术的另一种实施方式；图4示出泵的按照本专利技术的差动系统的转速参数和功率参数；以及图5示出三相电机的特征曲线。具体实施方式图1以泵为例示出用于传动系统的差动系统的原理。在此，做功机械1是泵的转子，该转子通过驱动轴2和差速器3被驱动装置4驱动。驱动装置4优选是中压三相电机，该中压三相电机连接到电网12上，该电网在示出的实例中基于中压三相电机是中压电网。然而，所选择的电压水平与使用情况并且尤其是与驱动装置4的功率级有关并且可以在不影响按照本专利技术的系统的基本功能的情况下具有任何期望的电压水平。按照驱动装置4的极对数得出结构型式特定的运行转速范围。在此，运行转速范围是这样的转速范围，在该转速范围内驱动装置4可以提供限定的或者期望的或者所需的转矩或者在电气的驱动装置的情况下可以与电网12同步。行星齿轮架7与驱动轴2连接，驱动装置4与齿圈8连接并且差速器3的太阳轮9与差动驱动器5连接。因此，在该实施方式中，差动系统的核心是具有三个驱动器或从动器的简单的行星齿轮传动级，其中，一个从动器与做功机械1的驱动轴2连接，一个第一驱动器与驱动装置4连接，并且一个第二驱动器与差动驱动器5连接。因此，传动系统基本上包括驱动装置4、差速器3和差动驱动器5。为了可以优化地匹配差动驱动器5的转速范围，执行在太阳轮9和差动驱动器5之间的匹配变速器10。备选于所示出的正齿轮级，匹配变速器10例如也可以是多级的或者构造成齿形皮带或者传动链和/或行星齿轮级或者锥齿轮传动装置。此外，利用匹配变速器10可以实现用于差动驱动器5的轴向偏移，该轴向偏移基于做功机械1和驱动装置4的同轴地布置结构能实现差动驱动器5的简单的实施方式。差动驱动器5与一个马达制动器13连接，该马达制动器在需要时制动差动驱动器5。差动驱动器5借助于优选低压变频器以及变压器11电地结合到电网12上，所述低压变频器包括(根据作为马达或者发电机的运行类型)在差动驱动器侧的整流或变流器6a和电网侧的变流或整流器6b。变压器补偿在电网12和电网侧的变流或整流器6b之间的可能存在的电压差并且可以在驱动装置4、电网侧的变流或整流器6b和电网12之间的电压一致时省去。整流或变流器6a以及变流或整流器6b通过直流中间电路连接并且可以在需要时局部地分离，其中，优选差动驱动器侧的整流或变流器6a尽可能接近差动驱动器5地定位。为了实现整个系统的高的可靠性，变频器也可能冗余地构造，例如在文献WO2012/001138A中提出的那样。差动系统的主要优点在于，只要驱动装置是电机，则驱动装置4可以直接(即无需动力电子设备地)连接到电网12上。在连接电网的驱动装置4的可变的转子转速和固定的转速之间的补偿通过转速可变的差动驱动器5实现。用于差动系统的转矩方程式为：差动驱动器的转矩＝驱动轴的转矩*y/x，其中，参数因子y/x是用于在差速器3中和在匹配变速器10中的传动比的大小。差动驱动器5的功率基本上同泵转速与其基本转速x的偏差百分比与驱动轴功率的乘积成正比。与此相应地，大的转速范围原则上需要差动驱动器5的相应大的尺寸。这也正是为什么差动系统特别良好地适用于小的转速范围但原则上能实现任意转速范围的原因。图2示出差动系统的一种按照本专利技术的实施方式。所示出的传动系统在这里也如在图1中那样具有驱动装置4、差速器3、差动驱动器5和变频器6a、6b，所述变频器借助于变压器11连接到电网12上。做功机械1在这里也借助于驱动轴2驱动。变压器在需要时补偿在电网12和差动驱动器5之间存在的电压差并且可以在电压一致时取消。马达制动器14在该实施变型方案中(备选于在图1中的马达制动器13的位置)在差动驱动器5和太阳轮9之间定位。所述马达制动器示例性地与匹配变速器10的齿轮轴连接，但是按照结构上的需求原则上可以设置在太阳轮9和差动驱动器5之间的任意位置处。因此，差动驱动器5可以为了可能需要的修理而拆卸并且差动系统仍然以基本转速“T”(图4)继续运行。备选于马达制动器13和/或14，可以设置任何类型的力锁合和/或形锁合的锁定或者锁止。所述锁定要么标准化地设置要么在需要时使用。然而，变频器6a、6b如开始时已经提到的那样比电机更易出错并且具有明显更短的使用寿命。出于该原因，一种解决方案对于设备使用者来说是重要的：一旦变频器不(再)为运行准备就绪，则该解决方案能实现运行的延续。按照本专利技术，所述任务通过如下方式解决，即，在变频器6a、6b的故障情况下，将所述变频器与差动驱动器5分离并且将差动驱动器5直接(或者如果需要的话经由变压器11)通过导线15与电网12连接。为此，设置两个开关16、17，利用这两个开关可以将差动本文档来自技高网...

【技术保护点】
传动系统，其包括驱动轴(2)、驱动装置(4)和行星齿轮变速器(3)，所述行星齿轮变速器具有三个驱动器或从动器，其中，一个从动器与驱动轴(2)连接，一个第一驱动器与驱动装置(4)连接，并且一个第二驱动器与电气的差动驱动器(5)连接，所述差动驱动器能经由变频器(6a、6b)与电网(12)连接，其特征在于，所述差动驱动器(5)能备选地在没有变频器的情况下直接接通到电网(12)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 AT A930/20141.传动系统，其包括驱动轴(2)、驱动装置(4)和行星齿轮变速器(3)，所述行星齿轮变速器具有三个驱动器或从动器，其中，一个从动器与驱动轴(2)连接，一个第一驱动器与驱动装置(4)连接，并且一个第二驱动器与电气的差动驱动器(5)连接，所述差动驱动器能经由变频器(6a、6b)与电网(12)连接，其特征在于，所述差动驱动器(5)能备选地在没有变频器的情况下直接接通到电网(12)上。2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述差动驱动器(5)是能换极的。3.根据权利要求1或2所述的传动系统，其特征在于，所述差动驱动器(5)的旋转磁场方向是可改变的，例如能通过换向保护电路改变。4.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系统，其特征在于，所述差动驱动器(5)能选择性地经由变频器(6a、6b)或与变频器(6a、6b)并联的导线(15、18)接通到电网(12)上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的传动系统，其特征在于，设有减速装置、例如力锁合和/或形锁合的制动器(13、14)、缓行器、差速锁或者类似物，所述减速装置作用于第二驱动器、例如行星齿轮变速器(3)的太阳轮。6.根据权利要求1至5中任一项所述的传动系统，其特征在于，所述做功机械(1)是泵、压缩机、通风机、输送带、磨碎机或者水泵水轮机。7.根据权利要求1至6中任一项所述的传动系统，其特征在于，在所述驱动轴(2)上连接有做功机械(1)并且所述做功机械(1)是输送装置，并且在所述做功机械(1)下游设置有节流装置。8.用于运行驱动系统的方法，所述驱动系统包括驱动轴(2)、驱动装置(4)和差速器(3)，所述差速器具有三个驱动器或从动器，其中，一个从动器与驱动轴(2)连接，一个第一驱动器与驱动装置(4)连接，并且一个第二驱动器与电气的差动驱动器(5)连接，所述差动驱动器能经由变频器(6a、6b)与电网(12)连接，其特征在于，当所述差动驱动器直接或者仅经由变压器(11)连接到电网(12)上期...

【专利技术属性】
技术研发人员：格拉尔德·黑亨贝格尔，
申请(专利权)人：格拉尔德·黑亨贝格尔，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT