CN210462405U - 由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，包括第一供油模块、第二供油模块、事故供油模块、润滑油处理模块以及润滑油出口，其特征在于，其中，第一供油模块包括第一永磁无刷直流电动机、第一驱动器、第一直流电源、第一主油泵及第一输油管道；第一永磁无刷直流电动机通过第一驱动器与第一直流电源连接；再有，第二供油模块包括第二永磁无刷直流电动机、第二驱动器、第二直流电源、第二主油泵及第二输油管道；第二永磁无刷直流电动机通过第二驱动器与第二直流电源连接；实现了对于两个主油泵的缓慢起动或停止，事故油泵的缓慢起停及快速起动，确保供油不中断，同时还可以减少对于供电系统的冲击，进一步提升经济和社会效益。

Description

由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电领域，特别是指由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统。

背景技术

火力发电厂中的发电机组在发电运转中是高速旋转的机械设备，其支持轴承和推力轴承的运转结合部以及高速运转的摩擦部位均需要大量的油来润滑。作为发电机组提供润滑油的供油系统，即使发生了短暂的中断都会引起发电机组设备的严重损坏，因此必须保证润滑油系统的持续稳定工作。

目前火力发电厂中发电机组的润滑油供应系统主要两种：

系统1：起动时采用1台交流电动机驱动的起/停油泵+主机大轴的同轴工作油泵+1台直流电动机驱动的事故油泵；

系统2：由2台交流电动机驱动的起/停及工作的油泵+1台直流电动机驱动的事故油泵。

其中，系统1的主要特点是在起动和停止时使用交流电动机驱动的油泵，正常运行时采用汽轮发电机轴上安装的同轴油泵供油，发生事故时起动直流电动机驱动的油泵进行供油。由于发电机组的轴系质量非常大，因此惯性很大，在发生事故时，仅靠其自身的惯性从额定转速下降至不满足供油条件的状态大约需要1分钟或更长的时间，因此，这种系统下一旦发生事故对于直流电动机驱动的事故油泵的起动时间要求并不很快；但是系统2则与系统1有很大的不同，其在正常起动/停止时与系统1是相同的，也采用交流电动机驱动的油泵作为起动用油泵和停止用油泵，但其在发电机组正常运行时，也仍然采用交流电动机驱动的油泵作为工作油泵；在发生事故时，由于交流电动机及其驱动的油泵的惯性非常小，因此电动机一旦失电油泵将很快不能提供足够的润滑油，为此，要求由直流电动机驱动的事故油泵必须以很快的速度起动，在很短的时间内替代工作油泵向发电机组提供润滑油，才可以确保润滑油的供应不中断，以免发电机组的轴系受损。

上述系统1及系统2中直流电动机的起动都是依靠在直流电动机电枢回路中串联起动电阻实现的；系统1仅用于对起动速度和起动时间要求不严格的时候，因此使用的起动电阻阻值较大，起动电流相对较小；而系统2中由于对起动速度要求很快、起动时间要求很短，因此串联的起动电阻阻值很小，起动电流很大；系统2在实际运行中一旦发生事故失去交流电源时，对于直流电动机驱动的事故油泵的起动速度和时间要求更为严格，因而运行的风险很大，但是对于燃机等发电机组，基于发电机组结构的原因，只能采用运行风险较大的系统2进行供油。

鉴于上述系统2润滑油系统存在的问题，为了降低其供油中断的风险，需要提出一种全新的润滑油驱动方式，改善原来的驱动油泵模式，进而大幅度提升润滑油系统的可靠性，同时还可以减少对于供电系统的冲击，确保润滑油的供应不中断，从而可以提高发电机组运转稳定性，降低其轴系损坏的几率和风险，延长了发电机组的运行时间，进一步提升经济和社会效益。

实用新型内容

有鉴于现有技术存在上述的不足，本实用新型创新地提出由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其改变了原有润滑油系统中由2 台交流电动机驱动的起/停及工作的油泵+1台直流电动机驱动的事故油泵起动的系统结构，在正常起动、停止及运行2台主油泵时均采用直流电源通过驱动器联通永磁无刷电动机驱动，同时事故油泵的起/停也采用直流电电源通过控制器联通直流电机驱动；从而实现了主油泵可以缓慢逐渐起停，以及事故油泵可以在不同事故状况中分别采取缓慢起动以及快速起动，如此不仅保证了润滑油的连续供应，保护了发电机组的轴系安全，而且降低了主油泵突然起/停及事故油泵突然起动过程中对于电源及机械设备造成的冲击，同时保护了发电机组、电源及机械设备，延长了发电机组的运行时间，进而提升了经济和社会效益，这是本实用新型提出的新颖性、创造性和实用性的目的所在。

本实用新型所采用的技术手段如下：

本实用新型提供了一种由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，包括第一供油模块、第二供油模块、事故供油模块、润滑油处理模块以及润滑油出口，其特征在于，其中，上述第一供油模块包括第一永磁无刷直流电动机、第一驱动器、第一直流电源、第一主油泵及第一输油管道；上述第一永磁无刷直流电动机通过上述第一驱动器与上述第一直流电源连接；所述第一主油泵一端与所述第一永磁无刷直流电动机连接，另一端连接上述第一输油管道；再有，上述第二供油模块包括第二永磁无刷直流电动机、第二驱动器、第二直流电源、第二主油泵及第二输油管道；上述第二永磁无刷直流电动机通过上述第二驱动器与上述第二直流电源连接；上述第二主油泵一端与上述第二永磁无刷直流电动机连接，另一端连接上述第二输油管道；上述第一输油管道及上述第二输油管道的一端分别与上述润滑油处理模块连接；上述第一供油模块与上述第二供油模块分别通过上述第一输油管道及第二输油管道并行连接于所述润滑油处理模块。

其中上述由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统进一步具有如下特点。

还包括事故供油模块，其包含第三直流电源、控制器、直流电动机、事故油泵及事故输油管道；上述直流电动机通过上述控制器与上述第三直流电源连接；上述事故油泵的一端与上述直流电动机连接，另一端连接上述事故输油管道；上述事故供油模块通过上述事故输油管道直接连接到上述润滑油出口。

此外上述由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统还具有如下特点。

上述第一直流电源与上述第二直流电源为同一电源，上述第三直流电源为独立电源；上述第一直流电源、上述第二直流电源、上述第三直流电源为同一电源；上述第三直流电源的额定电压为220V；上述第一直流电源与上述第二直流电源的额定电压相同；上述第一永磁无刷直流电动机及上述第二永磁无刷直流电动机的额定电压为220V，则上述第一直流电源及上述第二直流电源的额定电压为380V；上述第一永磁无刷直流电动机及上述第二永磁无刷直流电动机的额定电压为380V，则上述第一直流电源及上述第二直流电源的额定电压为530V；上述第一永磁无刷直流电动机及上述第二永磁无刷直流电动机的额定电压为122V，则上述第一直流电源及上述第二直流电源的额定电压为220V。

有益效果

通过创新的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，改善原来的驱动油泵模式，通过驱动器驱动的永磁无刷直流电动机以及控制器控制的直流电动机，以及直流电源供电，实现了对于两个主油泵的缓慢起动或停止，事故油泵的缓慢起动或停止以及快速起动，进而大幅度提升润滑油系统的可靠性，同时还可以减少对于供电系统的冲击，确保润滑油的供应不中断，从而可以提高发电机组运转稳定性，降低其轴系损坏的几率和风险，延长了发电机组的运行时间，进一步提升了经济和社会效益。

附图简要说明

图1为本实用新型一种由永磁无刷电动机与直流电动机共同组成的润滑油供油系统结构示意图，图中标示了系统结构的各关键设备名称、以及连接关系。

图2为现有润滑油供油系统2(由2台交流电动机驱动的起/停及工作的油泵+1台直流电动机驱动的事故油泵)的结构示意图。

附图各标记说明：

1：第一永磁无刷直流电动机；

2：第二永磁无刷直流电动机；

3：直流电动机；

4：第一驱动器；

5：第二驱动器；

6：控制器；

7：第一直流电源；

8：第二直流电源；

9：第三直流电源；

10：第一主油泵；

11：第二主油泵；

12：事故油泵；

13：第一冷油器；

14：第二冷油器；

15：第一滤油器；

16：第二滤油器；

17：第一输油管道；

18：第二输油管道；

19：事故输油管道；

101：第一供油模块；

102：第二供油模块；

103：事故供油模块；

200：润滑油处理模块；

300：润滑油出口。

具体实施方式

下面结合附图，对依据本实用新型提出的一种由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

如图1所示，表示本实用新型一种由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统结构示意图；从图中可见，包括第一供油模块101、第二供油模块102、事故供油模块103、润滑油处理模块200、润滑油出口300，其特征在于：其中，上述第一供油模块101包括第一永磁无刷直流电动机1、第一驱动器4、第一直流电源7、第一主油泵10及第一输油管道17；上述第一永磁无刷直流电动机1通过上述第一驱动器4与上述第一直流电源7连接；上述第一主油泵10一端与上述第一永磁无刷直流电动机1连接，另一端连接所述第一输油管道17；再有，上述第二供油模块102包括第二永磁无刷直流电动机2、第二驱动器5、第二直流电源8、第二主油泵11及第二输油管道18；上述第二永磁无刷直流电动机2通过上述第二驱动器5与上述第二直流电源8 连接；上述第二主油泵11一端与上述第二永磁无刷直流电动机2连接，另一端连接上述第二输油管道18；上述第一输油管道17及上述第二输油管道18 的一端分别与上述润滑油处理模块200连接，进而上述第一供油模块101与第二供油模块102分别通过上述第一输油管道17及第二输油管道18并行连接于上述润滑油处理模块200；如上所述的润滑油供油系统中两个主要供油模块，第一供油模块101以及第二供油模块102均采用了带有驱动器的永磁无刷直流电动机结构，其中第一驱动器4及第二驱动器5分别为与其所连接第一永磁无刷直流电动机1以及第二永磁无刷直流电动机2相匹配的新型电力电子配件组成，例如，IGBT绝缘栅双极晶体管，可以通过驱动器控制电流的逐步增大或减小驱动电动机实现平稳、无冲击的起动或停止；当电动机起动完成后进入正常运行时驱动器则提供稳定频率的电源，这个稳定频率可以是工频，也可以是其它频率；同时，由于驱动器在停止电动机运行时都采用逐步减小电动机的供电电流缓慢停止的柔性技术，从而避免了高速电动机制动时由于反电势太高而可能对逆变器造成的损坏；并且，由于驱动两个主油泵的第一永磁无刷直流电动机1及第二永磁无刷直流电动机2均分别使用第一直流电源7及第二直流电源8的直流电源供电，因此在发电机组事故开始时，即使电厂的发电机组全部停电，第一主油泵10及第二主油泵11仍然可以利用直流电源继续运行而不会停止，如此保证了润滑油系统的持续供油。

其中如图1所示本实用新型进一步具有如下结构特点。

还包括事故供油模块103，其包含第三直流电源9、控制器6、直流电动机3、事故油泵12及事故输油管道19；上述直流电动机3通过上述控制器6 与上述第三直流电源9连接；上述事故油泵12一端与上述直流电动机3连接，另一端连接上述事故输油管道19；上述事故供油模块103通过上述事故输油管道19直接连接到上述润滑油出口300；如上所述的事故供油模块103中采用的控制器6由新型的电力电子器件组成，其可以为所连接的直流电动机3提供2种起动方式，其一为通过控制输出电流缓慢增加或缓慢减少实现直流电动机3的缓慢起停，从而减少对设备(包括电源、电动机和油泵)的冲击，其二、在需要快速起动时，上述控制器6输出的电流可以持续维持在上述直流电动机3允许的最大电流下，直到电动机起动完成，这样可以具有最快的起动速度；并且两种起动方式中控制器6始终输出的为直流电。

此外本实用新型的电路结构还具有如下特点。

如果上述第一直流电源7与上述第二直流电源8为同一电源，则上述第三直流电源9为独立电源；上述第一直流电源7、上述第二直流电源8及上述第三直流电源9为亦可为同一电源；上述第一直流电源7与上述第二直流电源8的额定电压相同；上述第一永磁无刷直流电动机1及上述第二永磁无刷直流电动机2的额定电压为220V，则上述第一直流电源7及上述第二直流电源8的额定电压为380V；上述第一永磁无刷直流电动机1及上述第二永磁无刷直流电动机2的额定电压为380V，则上述第一直流电源7及上述第二直流电源8的额定电压为530V；上述第一永磁无刷直流电动机1及上述第二永磁无刷直流电动机2的额定电压为122V，则上述第一直流电源7及上述第二直流电源8的额定电压为220V。由上述永磁无刷直流电动机与直流电源的电压设定关系可见，若要求第一直流电源7及第二直流电源8的额定电压与第三直流电源9的额定电压相同，则第一永磁无刷直流电动机1及第二永磁无刷直流电动机2只能选用额定电压为155V的产品，这就需要特制电动机；若选择的直流电源电压为380V或530V，则第一永磁无刷直流电动机1及第二永磁无刷直流电动机2均可以采用通用产品。

本实用新型在实际应用中具有以下特点。

在发电机组发生事故时，即使失去交流电源，运行中的第一主油泵10及第二主油泵11的电动机由于采用了直流电源经驱动器驱动的永磁无刷直流电动机，因此仍然会继续运转，不会中断润滑油的供应，因此此时事故油泵12 的电动机仍然可以采用柔性技术缓慢起动，起动完成后停止主油泵的运行即可，如此即可保证事故发生时供油系统不中断，也可以防止各个电动机、油泵及电源设备突然制动而造成的冲击损害。

在发电机组的起动过程中，可以任意起动第一主油泵10或第二主油泵11，由于是正常起动，因此可以采用缓慢的柔性起动，这样既不会对电源造成冲击，也不会对机械设备造成冲击，从而可以延长机械的寿命；在发电机组正常运行过程中，可以随时以柔性技术起动另一台主油泵，待起动完成后，将原来运行中的主油泵缓慢停止即可，这样就可以实现第一主油泵10及第二主油泵11的轮换运行，而且在轮换过程中，既没有对电源产生冲击，也没有对设备产生冲击，更不会造成润滑油的中断；在润滑油系统正常停止的过程中，也可以采用柔性技术缓慢停止运行中的主油泵。

运行中主油泵因故停止运转，可以依靠主油泵电动机电源的跳闸信号和系统油压下降信号组成“或”条件，快速起动事故油泵12的直流电动机3，由电力电子器件构成的控制器6所驱动的直流电动机3，在需要快速起动时，可以向直流电动机3提供很大的恒定电流，从而使直流电动机3快速起动，这比现有直流电源+起动电阻直接驱动直流电动机的起动速度要加快很多，因而可以确保润滑油的连续供应，从而更可靠的保证了发电机组轴系安全；在起动事故油泵12后，如果向直流电动机3供电的交流电源仍然具备供电条件，则可以起动另一台良好的主油泵，待起动完成后将事故油泵12退出，如此可以使向发电机组供应的润滑油仍然经过润滑油处理模块200中第一冷油器13 和第一滤油器15或是第二冷油器14和第二滤油器16的优化处理，从而可以保证更优质的证润滑油品质。

本实用新型通过创新的提出由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，改善原来的驱动油泵模式，进而大幅度提升润滑油系统的可靠性，同时还可以减少对于供电系统的冲击，确保润滑油的供应不中断，从而可以提高发电机组运转稳定性，降低其轴系损坏的几率和风险，延长了发电机组的运行时间，进一步提升了经济和社会效益。

Claims (9)

1.由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，包括第一供油模块(101)、第二供油模块(102)、事故供油模块(103)、润滑油处理模块(200)以及润滑油出口(300)，其特征在于：

其中，所述第一供油模块(101)包括第一永磁无刷直流电动机(1)、第一驱动器(4)、第一直流电源(7)、第一主油泵(10)及第一输油管道(17)；

所述第一永磁无刷直流电动机(1)通过所述第一驱动器(4)与所述第一直流电源(7)连接；所述第一主油泵(10)一端与所述第一永磁无刷直流电动机(1)连接，另一端连接所述第一输油管道(17)；

再有，所述第二供油模块(102)包括第二永磁无刷直流电动机(2)、第二驱动器(5)、第二直流电源(8)、第二主油泵(11)及第二输油管道(18)；

所述第二永磁无刷直流电动机(2)通过所述第二驱动器(5)与所述第二直流电源(8)连接；所述第二主油泵(11)一端与所述第二永磁无刷直流电动机(2)连接，另一端连接所述第二输油管道(18)；

所述第一输油管道(17)及所述第二输油管道(18)的一端分别与所述润滑油处理模块(200)连接；所述第一供油模块(101)与所述第二供油模块(102)分别通过所述第一输油管道(17)及所述第二输油管道(18)并行连接于所述润滑油处理模块(200)。

2.如权利要求1所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

还包括事故供油模块(103)，其包含第三直流电源(9)、控制器(6)、直流电动机(3)、事故油泵(12)及事故输油管道(19)；

所述直流电动机(3)通过所述控制器(6)与所述第三直流电源(9)连接；所述事故油泵(12)一端与所述直流电动机(3)连接，另一端连接所述事故输油管道(19)；

所述事故输油管道(19)的一端与所述润滑油出口(300)连接；所述事故供油模块(103)通过所述事故输油管道(19)直接连接到所述润滑油出口(300)。

3.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第一直流电源(7)与所述第二直流电源(8)为同一电源；

所述第三直流电源(9)为独立电源。

4.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第一直流电源(7)、所述第二直流电源(8)、所述第三直流电源(9)为同一电源。

5.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第三直流电源(9)的额定电压为220V。

6.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第一直流电源(7)与所述第二直流电源(8)的额定电压相同。

7.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第一永磁无刷直流电动机(1)及所述第二永磁无刷直流电动机(2)的额定电压为220V，则所述第一直流电源(7)及所述第二直流电源(8)的额定电压为380V。

8.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第一永磁无刷直流电动机(1)及所述第二永磁无刷直流电动机(2)的额定电压为380V，则所述第一直流电源(7)及所述第二直流电源(8)的额定电压为530V。

9.如权利要求2所述的由永磁无刷电动机与直流电动机组成的润滑油供油系统，其特征在于：

所述第一永磁无刷直流电动机(1)及所述第二永磁无刷直流电动机(2)的额定电压为122V，则所述第一直流电源(7)及所述第二直流电源(8)的额定电压为220V。

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