CN109340341A - 一种行星差动恒速装置 - Google Patents

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周金阳
朱振荣
岳彦炯
罗萌
仇实
徐薇
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Abstract

本发明提供了一种行星差动恒速装置。主要解决了汽电混合驱动风机/给水泵机组中小汽轮机变转速运行导致的发电并网困难的问题。外部动力源将功率以变转速的方式传递至内齿圈（1），内齿圈（1）通过行星轮（2）驱动太阳轮（4），同时，电机（7）通过联轴器（6）、电机齿轮（5）驱动行星架（3），行星架（3）通过行星轮（2）驱动太阳轮（4），通过追踪内齿圈（1）转速的变化，实时调节接入电网的变频器（8）的频率，控制电机齿轮（5）的转速，从而控制行星架（3）的转速，最终实现叠加到太阳轮（4）的转速始终恒定。

Description

一种行星差动恒速装置
技术领域
本发明涉及本发明涉及电力、化工、能源输送等技术领域，具体涉及一种行星差动恒速装置。
背景技术
近年来，随着新能源发电技术的发展，其装机容量日益增加，火电在承担基本负荷的基础上，还需对电网进行调峰，解决绝大部分新能源发电技术无法调峰的问题，据统计，目前调峰火电站平均负荷甚至达不到60%，电站能源消耗严重，供电煤耗居高不下，其主要原因在于电站发电设备长期处于低负荷工况，其运行效率远达不到额定效率，典型如电站汽动给水泵组、风机组等能耗大户，小汽轮机一般按照TB工况设计选型，其容量一般大于额定工况的1.2倍，机组本来就无法满负荷运行，加之小汽轮机选型偏大，进一步加剧了机组的低效运行，通过对电站的调研统计，给水泵小汽轮机调门开度一般只能开到50%，平均运行效率只有60%~70%，远低于其额定效率82%~85%，能耗严重。鉴于此，很多电站的给水泵组和风机组已采用或拟采用汽电混合驱动模式（专利申请号：201810162697.0），以提高机组的运行效率，该专利提出的技术能够提高机组的运行效率的核心原理在于：在机组中串联一台发电机，提高小汽轮机的负荷，使小汽轮机始终运行在高效区域（在任何工况下，效率一般不低于80%），从而提高机组的运行效率，在煤耗增加很少或者不增加的条件下，大幅降低电站厂用电，实现一定的收益。对于给水泵机组来说，若采用汽电混合驱动模式，该机组中的核心设备为行星差动恒速装置，该装置可实现“变速-恒速”的功能，也就是说，不管输入转速如何变化，都可得到恒定的输出转速，将恒定的输出转速传递给工频发电机，直接发电并网。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种行星差动恒速装置 ，可实现“变速-恒速”的功能，也就是说，不管输入转速如何变化，都可得到恒定的输出转速，将恒定的输出转速传递给工频发电机，直接发电并网。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种行星差动恒速装置, 包括由内齿圈、行星轮、行星架、太阳轮构成的行星齿轮，以及电机齿轮、联轴器，电机、变频器，其特征在于：所述的行星架上加工有或固定安装有与行星架同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与电机齿轮啮合用以驱动行星架，电机齿轮通过联轴器与电机的轴连接，所述的电机通过变频器接入电网。
所述的内齿圈上加工有或固定安装有与内齿圈同圆心的驱动内齿轮，且该驱动内齿轮与电机齿轮啮合用以驱动内齿圈，电机齿轮通过联轴器与电机的轴连接，所述的电机通过变频器接入电网。
所述的行星架上加工有或固定安装有与行星架同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与行星架齿轮啮合；所述的太阳轮上加工有或固定安装有与太阳轮同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与电机齿轮啮合用以驱动太阳轮，电机齿轮通过联轴器与电机的轴连接，所述的电机通过变频器接入电网。
本发明的有益效果是：通过采用本发明的技术方案，可使随工况变化的输入转速转换为恒定的输出转速，并实现一定的速比，也就是说，不管输入转速如何变化，都可得到恒定的输出转速，将恒定的输出转速传递给工频发电机，直接发电并网。
附图说明
图1为本发明“行星架调节-行星差动恒速装置”的结构示意图。
图2为本发明“内齿圈调节-行星差动恒速装置”的结构示意图。
图3为本发明“太阳轮调节-行星差动恒速装置”的结构示意图。
图中，1- 内齿圈，2- 行星轮，3- 行星架，4-太阳轮 ，5- 电机齿轮，6-联轴器，7-电机，8-变频器，9-行星架齿轮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1，如图1所示，本实施例所涉及的一种行星差动恒速装置, 包括由内齿圈1、行星轮2、行星架3、太阳轮4构成的行星齿轮，以及电机齿轮5、联轴器6，电机7、变频器8，其特征在于：所述的行星齿轮的行星架3上加工有或固定安装有与行星架3同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与电机齿轮5啮合，电机齿轮5通过联轴器6与电机7的轴连接，所述的电机7通过变频器接入电网，其中所述的内齿圈1作为动力输入端与外部动力源配合安装，太阳轮4作为动力输出齿轮。
外部动力源将功率以变转速的方式传递至内齿圈1，内齿圈1通过行星轮2驱动太阳轮4，同时，电机7通过联轴器6、电机齿轮5驱动行星架3，行星架3通过行星轮2驱动太阳轮4，根据行星差动传动原理，太阳轮4的转速为内齿圈1的转速与行星架3的转速的叠加，因为内齿圈1由外部动力源驱动变转速运行，通过追踪内齿圈1转速的变化，实时调节接入电网的变频器8的频率，控制电机齿轮5的转速，从而控制行星架3的转速，最终实现叠加到太阳轮4的转速始终恒定。
实施例2，与实施例1的结构原理相同，将太阳轮4作为输入端，内齿圈1作为输出端，通过追踪太阳轮4转速的变化，控制行星架3的转速，最终实现叠加到内齿圈1的转速始终恒定。
实施例3，如图2所示，所述的内齿圈1上加工有或固定安装有与内齿圈1同圆心的驱动内齿轮，且该驱动内齿轮与电机齿轮5啮合用以驱动内齿圈1，所述的行星齿轮的行星架3作为动力输入端与外部动力源配合安装，太阳轮4作为动力输出齿轮。
外部动力源将功率以变转速的方式传递至行星架3，行星架3通过行星轮2驱动太阳轮4，同时，电机7通过联轴器6、电机齿轮5驱动内齿圈1，内齿圈1通过行星轮2驱动太阳轮4，根据行星差动传动原理，太阳轮4的转速为行星架3的转速与内齿圈1的转速的叠加，因为行星架3由外部动力源驱动变转速运行，通过追踪行星架3转速的变化，实时调节接入电网的变频器8的频率，控制电机齿轮5的转速，从而控制内齿圈1的转速，最终实现叠加到太阳轮4的转速始终恒定。
实施例4，与实施例3结构原理相同，将太阳轮4作为输入端，行星架3作为输出端，通过追踪太阳轮4转速的变化，控制内齿圈1的转速，最终实现叠加到行星架3的转速始终恒定。
实施例5，如图3所示，所述的行星架3上加工有或固定安装有与行星架3同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与行星架齿轮9啮合，行星架齿轮9作为动力输入端与外部动力源配合安装；所述的太阳轮4上加工有或固定安装有与太阳轮4同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与电机齿轮5啮合用以驱动太阳轮4，电机齿轮5通过联轴器6与电机7的轴连接，所述的电机7通过变频器8接入电网，内齿圈1作为动力输出齿轮。
外部动力源将功率以变转速的方式传递至行星架齿轮9，行星架齿轮9驱动行星架3变转速运行，行星架3通过行星轮2驱动内齿圈1，同时，电机7通过联轴器6、电机齿轮5驱动太阳轮4，太阳轮4通过行星轮2驱动内齿圈1，根据行星差动传动原理，内齿圈1的转速为行星架3的转速与太阳轮4的转速的叠加，因为行星架3由外部动力源通过行星架齿轮9驱动变转速运行，通过追踪行星架3转速的变化，实时调节接入电网的变频器8的频率，控制电机齿轮5的转速，从而控制太阳轮4的转速，最终实现叠加到内齿圈1的转速始终恒定。
实施例6，与实施例5结构原理相同，将内齿圈1作为输入端，行星架3作为输出端，通过追踪内齿圈1转速的变化，控制太阳轮4的转速，最终实现叠加到行星架3的转速始终恒定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种行星差动恒速装置, 包括由内齿圈（1）、行星轮（2）、行星架（3）、太阳轮（4）构成的行星齿轮，以及电机齿轮（5）、联轴器（6），电机（7）、变频器（8），其特征在于：所述的行星架（3）上固定安装有与行星架（3）同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与电机齿轮（5）啮合用以驱动行星架（3），电机齿轮（5）通过联轴器（6）与电机（7）的轴连接，所述的电机（7）通过变频器接入电网。
2.根据权利要求1所述的行星差动恒速装置，其特征在于：所述的内齿圈（1）上固定安装有与内齿圈（1）同圆心的驱动内齿轮，且该驱动内齿轮与电机齿轮（5）啮合用以驱动内齿圈（1），电机齿轮（5）通过联轴器（6）与电机（7）的轴连接，所述的电机（7）通过变频器（8）接入电网。
3.根据权利要求1所述的行星差动恒速装置，其特征在于：所述的行星架（3）上固定安装有与行星架（3）同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与行星架齿轮（9）啮合；所述的太阳轮（4）上固定安装有与太阳轮（4）同圆心的驱动齿轮，且该驱动齿轮与电机齿轮（5）啮合用以驱动太阳轮（4），电机齿轮（5）通过联轴器（6）与电机（7）的轴连接，所述的电机（7）通过变频器（8）接入电网。
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