CN112865417A

CN112865417A - 一种主备用电机切换装置

Info

Publication number: CN112865417A
Application number: CN202110084504.6A
Authority: CN
Inventors: 方彭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-05-28
Also published as: CN111564929B; CN111564929A; CN112865418A

Abstract

本发明涉及机械传动设备技术领域，具体是主备用电机切换装置，包括至少两个电机以及与所述电机轴线垂直布置的主轴，所述主轴通过行星齿轮组与输出轴传动连接，所述输出轴上设有惯性轮，所述电机与所述主轴之间通过离合装置和主轴齿轮组传动连接；通过温度传感器以及转速传感器可以对电机运行的温度以及转速进行监控，当运行的电机出现负载量过大，过热时，可以对其停机脱离输出，并同时对备用电机空载启动，使其快速达到对应转速，利用电动执行机构将其与离合连接，完成动力输出的自动化替换，且在切换的间隙中，利用惯性轮可以降低主轴的转速变化，使动力切换过程更加平顺，且不存在两个电机同时满载运行，降低对电网影响。

Description

一种主备用电机切换装置

技术领域

本发明涉及机械传动设备技术领域，具体是主备用电机切换装置。

背景技术

火电机组中的空预器体积庞大，属于重载启动设备，为了保证系统的可靠运转，避免因电机故障造成的停产事故，目前普遍采用的主、辅电机二拖一与减速机硬连接，变频器调速的方式，如申请号为CN201520083146.7的实用新型提出一种基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，其方案利用磁扭矩传动，直接向减速机中提供两个动力输入，实现主备用电机的自由切换，但是磁扭矩传动效率低，且在切换主备用电机时，需要两个电机同时满载运行并稳定时，才能断开另一个，造成电网的负载过高。

发明内容

本发明的目的在于提供主备用电机切换装置，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：主备用电机切换装置，包括至少两个电机以及与所述电机轴线垂直布置的主轴，所述主轴通过行星齿轮组与输出轴传动连接，所述输出轴上设有惯性轮；所述电机与所述主轴之间通过离合装置和主轴齿轮组传动连接，且所述电机上设有用于检测所述电机转轴转速的转速检测器A，所述电机与负载面之间安装有导轨，且所述电机的一侧设有用于控制所述离合装置分/合的电动执行机构，所述电机上还设有用于检测其温度信号的温度传感器，所述温度传感器与所述电动执行机构信号连接。

具体的，离合装置2包括对称分布的离合器A部201和离合器B部202，离合器A部201连接在主轴齿轮组3上，离合器B部202通过联轴器12连接在电机1的输出端。

优选的，所述主轴齿轮组包括主轴锥齿轮、锥齿轮和转轴支架，所述主轴锥齿轮固定在主轴上，所述锥齿轮与所述离合装置同轴连接，所述主轴锥齿轮与所述锥齿轮啮合连接，所述转轴支架与所述锥齿轮转动连接，且所述转轴支架上设有用于检测所述锥齿轮转速的转速传感器B，所述主轴锥齿轮与所述锥齿轮之间的传动比为1:1。

优选的，所述惯性轮包括轴套、支杆和配重环，所述轴套固定在所述主轴的外壁，所述轴套的外壁固定有至少三个呈中心对称分布的支杆，所述支杆的另一端滑动连接在所述配重环的内壁，所述支杆与所述配重环之间设有拉伸弹簧。

优选的，所述配重环的内壁设有一条环形凹槽，所述支杆远离所述轴套的一端设有与所述凹槽配合的滑块，所述凹槽的内壁固定有限位块，所述拉伸弹簧位于所述滑块和限位块之间，所述限位块、滑块和拉伸弹簧的数量相对应。

优选的，所述滑块与所述配重环之间设有滚轮。

优选的，所述行星齿轮组包括固定齿圈、行星轮、太阳轮和行星架，所述太阳轮固定在所述输出轴上，所述行星架与所述输出轴固定连接，所述行星架通过所述行星轮与所述固定齿圈、太阳轮啮合连接。

优选的，所述电动执行机构为电动推杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过温度传感器以及转速传感器可以对电机运行的温度以及转速进行监控，当正在运行的电机出现负载量过大，出现过热时，可以对其停机脱离输出，并同时对备用电机空载启动，使其快速达到对应转速，利用电动执行机构将其与离合连接，完成动力输出的自动化替换，且在切换的间隙中，利用惯性轮可以降低主轴的转速变化，使动力切换过程更加平顺，且不存在两个电机同时满载运行，降低对电网影响，且由于离合装置使用的齿与齿的连接，因此其传动效率更好，传动也比较准确，容易对负载端进行控制。

附图说明

图1为本发明主备用电机切换装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中电机和电动执行机构的结构示意图；

图3为本发明主备用电机切换装置的原理框图；

图4为本发明实施例中惯性轮的结构示意图。

图中标号：1、电机；11、导轨；12、联轴器；13、电动执行机构；14、温度传感器；15、转速检测器A；2、离合装置；201、离合器A部；202、离合器B部；3、主轴齿轮组；31、主轴锥齿轮；32、锥齿轮；33、转轴支架；34、转速传感器B；4、主轴；5、惯性轮；51、轴套；52、支杆；521、滑块；53、配重环；531、限位块；54、拉伸弹簧；61、固定齿圈；62、行星轮；63、太阳轮；64、行星架；7、输出轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1～4所示，主备用电机切换装置，包括至少两个电机1以及与电机1轴线垂直布置的主轴4，主轴4通过行星齿轮组与输出轴7传动连接，输出轴7上设有惯性轮5，利用惯性轮5可以保持输出轴7转动的平顺，当两个电机1进行动力切换时，可以在这个间隙中降低输出轴7转速的变化速率；电机1与主轴4之间通过离合装置2和主轴齿轮组3传动连接，且电机1上设有用于检测电机1转轴转速的转速检测器A15，电机1与负载面之间安装有导轨11，且电机1的一侧设有用于控制离合装置2分/合的电动执行机构13，电机1上还设有用于检测其温度信号的温度传感器14，温度传感器14与电动执行机构13信号连接，如图3所示，当温度传感器14检测到正在运行的电机1温度超过预设值时，或者当电机1的运行时间超过了预设值时，会发出一个动作信号，具体的是，使正在运行的电机1断电或逐步降压，同时电动执行机构13使其脱离离合装置2，而另一个电机通电进行空载启动并逐渐增压，直到其转速与主轴齿轮组3的转速相同时，也同时另一个电动执行机构13使其与离合装置2结合，这样实现离合器A部201和离合器B部202之间齿与齿的结合，会有效的降低齿之间的碰撞和磨损，同时增加了传动的精准性和传动效率，且整个切换过程耗时时间短，对电网的波动影响小，输出轴7速度波动小，设备运行较为平顺。

具体的，主轴齿轮组3包括主轴锥齿轮31、锥齿轮32和转轴支架33，主轴锥齿轮31固定在主轴4上，锥齿轮32与离合装置2同轴连接，主轴锥齿轮31与锥齿轮32啮合连接，转轴支架33与锥齿轮32转动连接，且转轴支架33上设有用于检测锥齿轮32转速的转速传感器B34，通过主轴锥齿轮31、锥齿轮32的设计可以将输入的动力与主轴4的传动方向垂直，即容易布置多个电机1作为动力输入，而锥齿轮32由于与电机1的输出端连接，检测其转速可以更好的实现电机1与锥齿轮32的平顺衔接。

具体的，主轴锥齿轮31与锥齿轮32之间的传动比为1:1，一方面由于锥齿轮32始终跟随主轴锥齿轮31以及主轴4转动，当锥齿轮32没有动力输入时，则变成了负载，若采用常规的小齿轮，则会增加负载阻力，降低效率，因此采用1:1的传动比，另外由于其与电机1输出端连接，转速一致有利于进行计算，且计算精度更高。

具体的，惯性轮5包括轴套51、支杆52和配重环53，轴套51固定在输出轴7的外壁，轴套51的外壁固定有至少三个呈中心对称分布的支杆52，支杆52的另一端滑动连接在配重环53的内壁，支杆52与配重环53之间设有拉伸弹簧54，配重环53的内壁设有一条环形凹槽，支杆52远离轴套51的一端设有与凹槽配合的滑块521，凹槽的内壁固定有限位块531，拉伸弹簧54位于滑块521和限位块531之间，限位块531、滑块521和拉伸弹簧54的数量相对应，当输出轴7在启动时，轴套51会先跟随转动，且不会对输出轴7造成较大的扭矩负载，降低电机1的启动电流，减少对电网的波动影响，于此同时，支杆52与拉伸弹簧54之间的力逐渐增加，直至达到平衡状态，配重环53较为滞后的跟随轴套51转动，因此可以实现在较快的启动过程中降低启动负载的目的。

具体的，滑块521与配重环53之间设有滚轮，可以降低与配重环53之间的摩擦阻力。

具体的，行星齿轮组包括固定齿圈61、行星轮62、太阳轮63和行星架64，太阳轮63固定在主轴4上，行星架64与输出轴7固定连接，行星架64通过行星轮62与固定齿圈61、太阳轮63啮合连接，通过行星齿轮组来降低主轴4的驱动转矩，因此可以更有利于电机1对主轴4的控制，实现电机1更快的进行调载。

具体的，电动执行机构13为电动推杆，电动推杆的响应较快，传动精度高，容易进行控制。

工作原理：当输出轴7在启动时，轴套51会先跟随转动，且不会对输出轴7造车定较大的扭矩负载，于此同时，支杆52与拉伸弹簧54之间的力逐渐增加，直至达到平衡状态，配重环53较为滞后的跟随轴套51转动，因此可以实现在较快的启动过程中降低启动负载的目的，而在输出轴7失去动力时，即两个电机1进行动力切换时，利用惯性轮5可以保持输出轴7转动的平顺，不会发生速度的突变，如图3所示，当温度传感器14检测到正在运行的电机1温度超过预设值时，或者当电机1的运行时间超过了预设值时，会发出一个动作信号，具体的是，使正在运行的电机1断电或逐步降压，同时电动执行机构13使其脱离离合装置2，而另一个电机通电进行空载启动并逐渐增压，直到其转速与主轴齿轮组3的转速相同时，也同时另一个电动执行机构13使其与离合装置2结合，这样实现离合器A部201和离合器B部202之间齿与齿的结合，同时增加了传动的精准性和传动效率，且整个切换过程耗时时间短，对电网的波动影响小，输出轴7速度波动小，设备运行较为平顺。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种主备用电机切换装置，其特征在于：包括至少两个电机（1）以及与所述电机（1）轴线垂直布置的主轴（4），所述主轴（4）通过行星齿轮组与输出轴（7）传动连接，所述输出轴（7）上设有惯性轮（5）；所述电机（1）与所述主轴（4）之间通过离合装置（2）和主轴齿轮组（3）传动连接，且所述电机（1）上设有用于检测所述电机（1）转轴转速的转速检测器A（15），所述电机（1）与负载面之间安装有导轨（11），且所述电机（1）的一侧设有用于控制所述离合装置（2）分/合的电动执行机构（13），所述电机（1）上还设有用于检测其温度信号的温度传感器（14），所述温度传感器（14）与所述电动执行机构（13）信号连接，所述离合装置（2）包括对称分布的离合器A部（201）和离合器B部（202），所述离合器A部（201）连接在所述主轴齿轮组（3）上，所述离合器B部（202）通过联轴器（12）连接在所述电机（1）的输出端；

所述惯性轮（5）包括轴套（51）、支杆（52）和配重环（53），所述轴套（51）固定在所述主轴（4）的外壁，所述轴套（51）的外壁固定有至少三个呈中心对称分布的支杆（52），所述支杆（52）的另一端滑动连接在所述配重环（53）的内壁，所述支杆（52）与所述配重环（53）之间设有拉伸弹簧（54）；

所述主轴齿轮组（3）包括主轴锥齿轮（31）、锥齿轮（32）和转轴支架（33），所述主轴锥齿轮（31）固定在主轴（4）上，所述锥齿轮（32）与所述离合装置（2）同轴连接，所述主轴锥齿轮（31）与所述锥齿轮（32）啮合连接，所述转轴支架（33）与所述锥齿轮（32）转动连接，且所述转轴支架（33）上设有用于检测所述锥齿轮（32）转速的转速传感器B（34），所述主轴锥齿轮（31）与所述锥齿轮（32）之间的传动比为1:1；

所述配重环（53）的内壁设有一条环形凹槽，所述支杆（52）远离所述轴套（51）的一端设有与所述凹槽配合的滑块（521），所述凹槽的内壁固定有限位块（531），所述拉伸弹簧（54）位于所述滑块（521）和限位块（531）之间，所述限位块（531）、滑块（521）和拉伸弹簧（54）的数量相对应。

2.根据权利要求1所述的主备用电机切换装置，其特征在于：所述滑块（521）与所述配重环（53）之间设有滚轮。