DE112021000001T5

DE112021000001T5 - Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe

Info

Publication number: DE112021000001T5
Application number: DE112021000001.2T
Authority: DE
Inventors: Hongri Zhang; Weihua Gao; Qiubao WANG; Yanni Guo; Guangyao Xue; Hongxing Yin; Weihua Zhu
Original assignee: Jiangsu Jianghai Lubrication & Hydraulic Equipment Co Ltd; Shanghai Electric Power Equipment Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Jianghai Lubrication & Hydraulic Equipment Co Ltd; Shanghai Electric Power Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-12-23
Also published as: WO2021196829A1; CN111442174A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Schmiersystems, insbesondere ein Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe, um das technische Problem zu lösen, dass bei der Steuerung des Umschaltens der Ölpumpe der Öldruck der Ölversorgung aufgrund der Umschaltverzögerung der Ölpumpe schwankt, was den Betrieb des Aggregats gefährdet, wobei der Schwerpunkt der technischen Lösung darin liegt, dass es ein Aggregat, einen Öltank und eine mit dem Lager des Aggregats verbundene Ölversorgungsleitung umfasst, wobei an dem Öltank mehrere Gruppen von Ölversorgungsmodulen angeordnet sind, an die jeweils eine Frequenzumwandlungsvorrichtung angeschlossen ist, und wobei an die Frequenzumwandlungsvorrichtung ein zentrales Steuermodul angeschlossen ist, und wobei an die Frequenzumwandlungsvorrichtung ein Wechselrichtermodul angeschlossen ist; und wobei im Inneren des zentralen Steuermoduls eine Ölpumpenerfassungseinheit angeordnet ist, und wobei an der Ölversorgungsleitung ein Druckerfassungsmodul angeordnet ist, das den Ölversorgungsdruck erfasst und ein Drucksignal ans zentrale Steuermodul ausgibt, um die Ölpumpenerfassungseinheit auszulösen, und wobei die Ölpumpenerfassungseinheit dazu verwendet wird, beim Erfassen einer Beschädigung des Ölversorgungsmoduls ein Umschaltsignal ans zentrale Steuermodul auszugeben, um das zentrale Steuermodul zum Ausgeben eines Frequenzumwandlungssignals auszulösen. Dadurch wird eine Wirkung zum nahtlosen Umschalten beim Ausfall der Ölpumpe und zum Reduzieren der Öldruckschwankungen erzielt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Schmiersystems, insbesondere ein Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe.
STAND DER TECHNIK
Das Schmierölsystem stellt Schmieröl mit stabilem Druck, Durchfluss und Temperatur für große Host-Geräte mit rotierender Welle bereit, um sicherzustellen, dass ein Host-Gerät unter stabilen und guten Arbeitsbedingungen arbeitet. Um die Zuverlässigkeit des Schmierölsystems zu verbessern, verwenden die untergeordneten Komponenten des Systems derzeit im Allgemeinen ein Verfahren, dass eine Komponente für Gebrauch und eine andere für Ersatz verwendet wird, um sicherzustellen, dass die Ersatzkomponente rechtzeitig eingesetzt werden kann, wenn die verwendete Komponente versagt, auf die Weise wird ein kontinuierlicher und sicherer Betrieb des Host-Geräts gewährleistet. Für die Schmierölpumpe wird die Lösung „2 × 100% Hauptölpumpen, die vom Wechselstrommotor angetrieben werden (wechselseitig als Ersatz), 1 × 100% Notölpumpe, die vom Gleichstrommotor angetrieben wird“ verwendet. Das Öl wird während des normalen Betriebs von der Wechselstrom-Hauptölpumpe bereitgestellt, wenn das Wechselstromnetzteil ausfällt und die Wechselstrom-Hauptölpumpe nicht normal funktioniert, wird die Notölpumpe vom Gleichstrommotor angetrieben, um das System mit Öl zu versorgen.
In einer bekannten Technologie wird ein Dampfturbinenschmiersystem einer Wärmekrafterzeugungsanlage offenbart, umfassend eine Hauptpumpenschmiereinheit, die umfasst: eine Hauptpumpe, einen Ölinjektor, ein Hauptpumpeneinwegventil und einen Ölkühler, die durch eine Ölleitung nacheinander verbunden sind, wobei ein Ende des Ölkühlers mit dem Hauptpumpeneinwegventil verbunden ist und das andere Ende des Ölkühlers durch die Ölleitung zu den zu schmierenden Teilen führt; und wobei das Dampfturbinenschmiersystem einer Wärmekrafterzeugungsanlage weiterhin eine Wechselstrompumpenschmiereinheit und eine Gleichstrompumpenschmiereinheit umfasst. Wenn während des Starts und des Stopps der Anlage die Drehzahl der Hauptwelle weniger als 2700-2800 U/min beträgt, kann die Hauptpumpenschmiereinheit keinen ausreichenden Öldruck und Ölfluss bereitstellen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Wechselstrompumpenschmiereinheit gestartet, um den Ölversorgungsbedarf des Systems zu decken. Wenn das Hauptpumpenschmiersystem und die Wechselstrompumpenschmiereinheit ausfallen, startet die Gleichstromschmiereinheit und der Ausgang der Gleichstrompumpe umgeht den Ölkühler, um einen Ausfall des Ölkühlers und eine Unterbrechung der Ölversorgung sowie ein Durchbrennen des Lagers zu verhindern, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebs der Anlage verbessert.
Diese bekannte Technologie weist jedoch die folgenden Mängel auf: bei der Steuerung des Umschaltens der Ölpumpe in der obigen technischen Lösung schwankt der Öldruck der Ölversorgung aufgrund der Umschaltverzögerung der Ölpumpe, was den Betrieb der Anlage gefährdet.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Hinsichtlich der oben geschilderten Mängel aus dem Stand der Technik zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe zur Verfügung zu stellen, das einen Vorteil aufweist, ein nahtloses Umschalten bei einem Ausfall der Ölpumpe durchzuführen und die Öldruckschwankungen zu verringern.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch die folgende technische Lösung realisiert:

Ein Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe, umfassend ein Aggregat, einen Öltank und eine mit dem Lager des Aggregats verbundene Ölversorgungsleitung, wobei an dem Öltank mehrere Gruppen von Ölversorgungsmodulen angeordnet sind, an die jeweils eine Frequenzumwandlungsvorrichtung angeschlossen ist, und wobei an die Frequenzumwandlungsvorrichtung ein zentrales Steuermodul angeschlossen ist, das ein Frequenzumwandlungssignal an die Frequenzumwandlungsvorrichtung ausgibt, um die Ausgangsfrequenz einzustellen und somit den Ausgangsdurchfluss des Ölversorgungsmoduls einzustellen; und wobei im Inneren des zentralen Steuermoduls eine Ölpumpenerfassungseinheit zum Erfassen des Betriebszustandes des Ölversorgungsmoduls angeordnet ist, und wobei an der Ölversorgungsleitung ein Druckerfassungsmodul angeordnet ist, das den Ölversorgungsdruck erfasst und ein Drucksignal ans zentrale Steuermodul ausgibt, um die Ölpumpenerfassungseinheit auszulösen, und wobei die Ölpumpenerfassungseinheit dazu verwendet wird, beim Erfassen einer Beschädigung des Ölversorgungsmoduls ein Umschaltsignal ans zentrale Steuermodul auszugeben, um das zentrale Steuermodul zum Ausgeben eines Frequenzumwandlungssignals auszulösen.

Unter Verwendung der obigen technischen Lösung erfasst das Druckerfassungsmodul, dass der Druck sich verringert, und überträgt ein Signal ans zentrale Steuermodul, wobei das zentrale Steuermodul den Betriebszustand der Wechselstromölpumpe variabler Frequenz erfasst und beim Ausfall der Wechselstromölpumpe variabler Frequenz die Arbeitsfrequenz des Ölversorgungsmoduls durch die Frequenzumwandlungsvorrichtung ändert, um eine Einstellung der Ausgangsleistung des Ölversorgungsmoduls zu realisieren, wodurch ein nahtloses Umschalten zwischen den Wechselstrom- und Gleichstromquellen realisiert wird, was den Betrieb des Ölpumpenmotors nicht beeinträchtigt und einen stabilen Rohrleitungsdruck sicherstellt. In Übereinstimmung mit dem abnormalen Zustand der Ölpumpe und dem abnormalen Zustand des Rohrleitungsdrucks wird der Ausgangszustand der Ölpumpe automatisch konfiguriert, dadurch kann eine schnelle Reaktion erzielt werden, so dass der Rohrleitungsdruck keine großen Schwankungen aufweist, was die kontinuierliche und unterbrechungsfreie Ölversorgung des Aggregats gewährleistet und den Sicherheitsfaktor des Aggregats verbessert.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass an die Frequenzumwandlungsvorrichtung ein Wechselrichtermodul angeschlossen ist, das das Ölversorgungsmodul mit Strom versorgt, wobei das Wechselrichtermodul eine Filtervorrichtung, eine Wechselrichtervorrichtung und einen Schalter umfasst, und wobei ein Eingabeende der Filtervorrichtung ans Wechselstromnetzteil und ein Ausgabeende der Filtervorrichtung an den Schalter angeschlossen ist, und wobei der Schalter an die Wechselrichtervorrichtung angeschlossen ist, und wobei die Wechselrichtervorrichtung ans Gleichstromnetzteil angeschlossen ist.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung wird mit der Anordnung des Schalters die Stromversorgung des Ölversorgungsmoduls beim Ausfall der Wechselstromversorgung automatisch auf die Gleichstromversorgung umgeschaltet, um sicherzustellen, dass beim Ausfall des Wechselstromnetzes das Ölversorgungsmodul ebenfalls eine unterbrechungsfreie Ölversorgung realisieren kann; andererseits wird das Problem damit gelöst, dass beim Ausfall des Wechselstromnetzes nur die Gleichstromölpumpe in dem Schmiersystem eingesetzt wird, dadurch wird die Abhängigkeit von der Gleichstromölpumpe beseitigt, was förderlich für das einheitliche Management des gesamten Schmiersystems ist; darüber hinaus kann die Hilfsladefunktion der Wechselrichtervorrichtung den Wechselstrom in den Gleichstrom umwandeln, und dieser wird im Gleichstromnetzteil gespeichert.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass das Gleichstromnetzteil und das Wechselstromnetzteil parallel geschaltet sind, um gemeinsam die Frequenzumwandlungsvorrichtung mit Strom zu versorgen.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung wird mit der Anordnung der Speicherbatterie der Gleichstrom gespeichert, um ein flexibles Umschalten unter Wirkung des Wechselschalters zu realisieren; mit der Anordnung der Speicherbatterie kann es sichergestellt werden, beim Ausfall des Wechselstromnetzes eine stabile und kontinuierliche Spannung für das Ölversorgungsmodul auszugeben, wodurch der stabile und kontinuierliche Betrieb des Ölversorgungsmoduls sichergestellt wird; die Speicherbatterie kann weiterhin aufgeladen werden, wenn das Wechselstromnetz in normalem Betrieb ist.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass an dem Lager des Aggregats eine Lagertemperaturerfassungsvorrichtung angeordnet ist, die ans zentrale Steuermodul angeschlossen ist, wobei an einem dem Lager zugewandten Ende der Ölversorgungsleitung eine Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung angeordnet ist, die unter Kontrolle des zentralen Steuermoduls den Durchfluss entsprechend den Temperaturänderungen einstellt.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung erfasst die Lagertemperaturerfassungsvorrichtung die Temperatur des Lagers, und bei einer Änderung der Lagertemperatur steuert das zentrale Steuermodul den Durchfluss der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung, um den durch das Lager fließenden Durchfluss des Schmieröls einzustellen, so dass die Wärme an dem Lager durch das Schmieröl abgeführt und somit die Wärmeableitungseffizienz an dem Lager eingestellt wird.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass im Inneren des zentralen Steuermoduls eine Lagerdurchfluss-Steuereinheit angeordnet ist, die mit einem Einstellkoeffizienten versehen ist, wobei die Lagerdurchfluss-Steuereinheit dazu verwendet wird, in Übereinstimmung mit dem Einstellkoeffizienten den Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung zu steuern.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung führt die Lagerdurchfluss-Steuereinheit einen Test für die Wechselstromölpumpe variabler Frequenz in dem Ölversorgungsmodul durch, um eine Frequenz-Durchfluss-Kurve der Wechselstromölpumpe variabler Frequenz zu erhalten, wobei in Übereinstimmung mit der Kurve und den Wärmeableitungseigenschaften an dem Lager eine Gleichung Q(n) = kT (n) errichtet wird, und wobei in Übereinstimmung mit den durch die Lagertemperaturerfassungsvorrichtung erfassten Daten der Einstellkoeffizient k geändert wird, um somit den Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung einzustellen, und wobei ein Signal an die Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung gesendet wird, um somit eine Steuerung des Durchflusses an dem Lager zu realisieren.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass an der Ölversorgungsleitung eine Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung und eine Lagerdruckerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Öffnungsgrades der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung angeordnet sind, wobei die Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung und die Lagerdruckerfassungsvorrichtung jeweils mit dem zentralen Steuermodul verbunden sind.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung erfassen die Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung und die Lagerdruckerfassungsvorrichtung jeweils den an den beiden Enden der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung befindlichen Druck der Rohrleitung und übertragen diesen ans zentrale Steuermodul, wobei das zentrale Steuermodul den Druck in der an den beiden Enden der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung befindlichen Ölversorgungsleitung behandelt, um eine Erfassung des Öffnungsgrades der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung zu realisieren, wodurch ein Vergleich mit dem voreingestellten Einstellkoeffizienten der Lagerdurchfluss-Steuereinheit durchgeführt werden kann, auf die Weise kann es beurteilt werden, ob die Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung in einem Normalbetrieb ist.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass an der Ölversorgungsleitung ein Öltemperaturerfassungsmodul angeordnet ist, das die Öltemperatur erfasst und ein Öltemperatursignal ans zentrale Steuermodul ausgibt, wobei an der Ölversorgungsleitung weiterhin eine Kühlvorrichtung angeordnet ist, und wobei an einem Einlassrohr der Kühlvorrichtung eine Wasservolumeneinstellvorrichtung angeordnet ist, die ans zentrale Steuermodul angeschlossen ist, um ein aus dem zentralen Steuermodul stammendes Wasservolumensignal zu empfangen und somit die Abkühlrate zu steuern.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung kann das Öltemperaturerfassungsmodul die Öltemperatur des Schmieröls in der Ölversorgungsleitung erfassen, wobei das zentrale Steuermodul in Übereinstimmung mit der Öltemperatur die Wasservolumeneinstellvorrichtung an der Kühlvorrichtung steuert, um somit eine Einstellung der Öltemperaturkühlgeschwindigkeit zu realisieren, so dass die Öltemperatur des Schmieröls innerhalb des Arbeitsbereichs des Lagers gesteuert wird, auf die Weise wird das Schmieröl zu dem Lager gepumpt, um die Wärme an dem Lager abzuführen und abzuleiten.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass an dem Lager des Aggregats eine Lagervibrationserfassungsvorrichtung angeordnet ist, die ans zentrale Steuermodul angeschlossen ist.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung kann die Lagervibrationserfassungsvorrichtung die Vibration des Lagers erfassen und die Daten ans zentrale Steuermodul übertragen, wobei das zentrale Steuermodul das erfasste Signal mit dem normalen Vibrationssignal des Aggregat vergleicht; wenn der Vibrationsbereich den normalen Bereich überschreitet, wird ein Alarmsignal ausgegeben, um das Bedienungspersonal darauf hinzuweisen, dass an dem Lager des Aggregats ein Fehler möglicherweise auftritt und eine Wartung rechtzeitig durchgeführt werden soll.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass das zentrale Steuermodul mit einem Kommunikationsmodul versehen ist, das dazu verwendet wird, über das Profibus-DP-Kommunikationsprotokoll mit der Frequenzumwandlungsvorrichtung zu kommunizieren.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung ist das Profibus-DP-Kommunikationssystem ein optimiertes Modul mit einer höheren Datenübertragungsrate, das für die Kommunikation zwischen dem System und externen Geräten sowie für zeitkritische Automatisierungssteuerungssysteme geeignet ist, da das Ölversorgungsmodul unterbrechungsfrei arbeiten und schnell reagieren soll, ist das Profibus-DP-Kommunikationssystem besser für die komplexe Arbeitsumgebung des Ölversorgungsmoduls geeignet.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt angeordnet, dass ans zentrale Steuermodul ein Host-Computer zum Anzeigen des Betriebszustandes des Ölversorgungsmoduls und ein drahtloses Übertragungsmodul zum Hochladen des Betriebszustandes des Schmiersystems auf den Cloud-Server angeschlossen sind.
Unter Verwendung der obigen technischen Lösung kann der Host-Computer den Betriebszustand und die Betriebsparameter der jeweiligen Komponenten des Schmiersystems in Echtzeit anzeigen, während das drahtlose Übertragungsmodul den Betriebszustand und die Betriebsparameter der jeweiligen Komponenten des Schmiersystems durch drahtlose Übertragung an den Cloud-Server überträgt, um ein intelligente Fernüberwachung und eine intelligente Fernsteuerung über mobile Endgeräte sowie einen intelligenten Betrieb und Wartung zu realisieren.
Zusammenfassend gesagt, hat das vorliegende Erfindung folgende Vorteile:

1. unter Verwendung einer Technologie, dass ein Ölversorgungsmodul, eine Frequenzumwandlungsvorrichtung, ein zentrales Steuermodul, ein Wechselrichtermodul, eine Ölpumpenerfassungseinheit und ein Druckerfassungsmodul miteinander zusammenpassen, kann beim Auftreten eines Fehlers der Ölpumpen ein nahtloses Umschalten zwischen den Ölpumpen realisiert werden, auf die Weise wird der Betrieb der Wechselstromölpumpe variabler Frequenz nicht beeinträchtigt und die Wirkung eines stabilen Rohrleitungsdrucks gewährleistet;
2. unter Verwendung einer Technologie, dass eine Lagertemperaturerfassungsvorrichtung, eine Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung, eine Lagerdurchfluss-Steuereinheit, eine Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung, eine Lagerdruckerfassungsvorrichtung, eine Öltemperaturerfassungsmodul, eine Kühlvorrichtung und eine Wasservolumeneinstellvorrichtung miteinander zusammenpassen, wird eine Wirkung einer konstanten Temperatur an dem Lager gewährleistet;
3. die vorliegende Erfindung kann sich an die Eigenschaften einer kleinen Maschine, einer Ölversorgung mit kleinem Durchfluss und eines schnellen und flexiblen Betriebs anpassen und eine schnelle und flexible Reaktion und Steuerung des Schmierölsystems realisieren, und unter Verwendung einer Technologie, dass ein zentrales Steuermodul, ein Host-Computer und ein drahtloses Übertragungsmodul miteinander zusammenpassen, ist das Ölversorgungssystem einfacher zu steuern, stabiler, energieeffizienter und intelligenter.

Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung der Gesamtstruktur eines Schmierölsystems mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe in einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt ein Strukturblockdiagramm zum Anzeigen eines Steuersignals des zentralen Steuermoduls in einem Ausführungsbeispiel.

Bezugszeichenliste

1: Aggregat
11: Turbine
12: Schleppmaschine
13: Lager
131: Lagervibrationserfassungsvorrichtung
132: Öleinlass
133: Ölauslass
134: Ölnebelöffnung
14: Öltank
15: Ölversorgungsleitung
151: Druckerfassungsmodul
152: Lagertemperaturerfassungsvorrichtung
153: Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung
154: Lagerdruckerfassungsvorrichtung
155: Öltemperaturerfassungsmodul
16: Ölnebelentfernungsvorrichtung
17: Heizgerät
2: Ölversorgungsmodul
20: Wechselstromölpumpe variabler Frequenz
21: Frequenzumwandlungsvorrichtung
22: Wechselrichtermodul
221: Filtervorrichtung
222: Wechselrichtervorrichtung
223: Schalter
3: Zentrales Steuermodul
31: Ölpumpenerfassungseinheit
32: Kommunikationsmodul
33: Lagerdurchfluss-Steuereinheit
34: Drahtloses Übertragungsmodul
4: Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung
5: Kühlvorrichtung
51: Wasservolumeneinstellvorrichtung
6: Host-Computer

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Zusammenhang mit Figuren wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.
Ausführungsbeispiel
Ein Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe, siehe 1, umfassend ein Aggregat 1, einen Öltank 14 und eine an ein Lager 13 des Aggregats 1 angeschlossene Ölversorgungsleitung 15. Das Aggregat 1 umfasst eine Turbine 11 und eine Schleppmaschine 12, wobei die Turbine 11 und die Schleppmaschine 12 durch eine Muffe miteinander verbunden sind und synchron rotieren. Die Schleppmaschinen 12 können in einer Anzahl von mehr als 1 bereitgestellt sein, wobei an jeder Turbine 11 und Schleppmaschine 12 jeweils ein Lager 13 installiert ist. An dem Lager 13 sind ein Öleinlass 132, ein Ölauslass 133 und eine Ölnebelöffnung 134 vorgesehen, wobei an den Öleinlass 132 eine Ölversorgungsleitung 15 angeschlossen ist, und wobei an den Ölauslass 133 eine Ölrücklaufleitung angeschlossen ist, so dass eine Zirkulation des Schmieröls realisiert wird, und wobei an die Ölnebelöffnung 134 eine Ölnebelentfernungsvorrichtung 16 durch eine Rohrleitung angeschlossen ist, und wobei die Ölnebelentfernungsvorrichtung 16 mit dem Öltank 14 verbunden ist.
Siehe 1 und 2, sind an dem Öltank 14 mehrere Gruppen von Ölversorgungsmodulen 2 installiert, in einen Ausführungsformen sind bevorzugt 3 Gruppen installiert, wobei die Ausgangsleistung jeder Gruppe von den Ölversorgungsmodulen 2 ausreichend ist, um den Betrieb des Schmiersystems aufrechtzuerhalten. Das Ölversorgungsmodul 2 umfasst eine Wechselstromölpumpe variabler Frequenz 20, die durch einen Wechselstrommotor variabler Frequenz angetrieben ist. Ans Ölversorgungsmodul 2 ist jeweils ein Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 angeschlossen, an die ein zentrales Steuermodul 3 angeschlossen ist, das ein Frequenzumwandlungssignal an die Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 ausgibt, um die Ausgangsfrequenz einzustellen und somit den Ausgangsdurchfluss des Ölversorgungsmoduls 2 einzustellen, in einigen Ausführungsformen ist die Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 ein ABB-ACS880-Frequenzumrichter, und das zentrale Steuermodul 3 kann ein Industriecomputer oder eine SPS-Steuerung sein, bevorzugt eine Siemens S7-300-SPS-Steuerung. Das zentrale Steuermodul 3 sendet ein Frequenzumwandlungssignal an die Frequenzumwandlungsvorrichtung 21, die die an die Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz ausgegebene Ausgangsfrequenz steuert, um somit den Ausgangsdurchfluss der Wechselstromölpumpe variabler Frequenz zu steuern.
Siehe 1 und 2, ist an die Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 weiterhin ein Wechselrichtermodul 22 angeschlossen, das das Ölversorgungsmodul 2 mit Strom versorgt. Das Wechselrichtermodul 22 umfasst eine Filtervorrichtung 221, eine Wechselrichtervorrichtung 222 und einen Schalter 223. Das Eingabeende der Filtervorrichtung 221 ist ans Wechselstromnetzteil angeschlossen, wie 380V-Wechselstrom für den industriellen Gebrauch. Das Ausgabeende der Filtervorrichtung 221 ist an den Schalter 223 angeschlossen, wobei der Schalter 223 an die Wechselrichtervorrichtung 222 angeschlossen ist, und wobei die Wechselrichtervorrichtung 222 ans Gleichstromnetzteil angeschlossen ist, wie 380V-Speicherbatterie. Das Gleichstromnetzteil und das Wechselstromnetzteil sind parallel geschaltet, um gemeinsam die Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 mit Strom zu versorgen, wobei der Schalter 223 dazu verwendet wird, beim Ausfall des Wechselstromnetzteils die Stromversorgung automatisch auf das Gleichstromnetzteil umzuschalten, um somit eine unterbrechungsfreie Ölversorgung des Ölversorgungsmoduls 2 zu gewährleisten.
Siehe 1 und 2, ist an der Ölversorgungsleitung 15 ein Druckerfassungsmodul 151 angeordnet, das den Ölversorgungsdruck erfasst und ein Drucksignal ans zentrale Steuermodul 3 ausgibt, um die Ölpumpenerfassungseinheit 31 auszulösen. In einigen Ausführungsformen ist das Druckerfassungsmodul 151 ein Drucktransmitter P2. Das Druckerfassungsmodul 151 ist ans zentrale Steuermodul 3 angeschlossen, um unter Kontrolle des zentralen Steuermoduls 3 die Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz in dem Ölversorgungsmodul 2 zu erfassen. Im Inneren des zentralen Steuermoduls 3 ist eine Ölpumpenerfassungseinheit 31 zum Erfassen des Betriebszustandes des Ölversorgungsmoduls 2 integriert, wobei die Ölpumpenerfassungseinheit 31 erfasst, ob der Betriebszustand der Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz dem voreingestellten Betriebszustand entspricht, falls nicht, wird ein Signal über die Beschädigung der Ölpumpe ans zentrale Steuermodul 3 ausgegeben.
Siehe 1 und 2, wenn eine Beschädigung des Ölversorgungsmoduls 2 erfasst wird, gibt die Ölpumpenerfassungseinheit 31 ein Umschaltsignal ans zentrale Steuermodul 3 aus, um das zentrale Steuermodul 3 zum Ausgeben eines Frequenzumwandlungssignals auszulösen, wobei das zentrale Steuermodul 3 beim Auftreten einer Beschädigung des Wechselstrommotors variabler Frequenz die Frequenz eines anderen Wechselstrommotors variabler Frequenz erhöht. In einigen Ausführungsformen arbeiten unter normalen Bedingungen die drei Wechselstromölpumpen 20 variabler Frequenz jeweils mit 20% bis 40% der Ausgangsleistung; wenn eine Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz ausfällt, arbeiten die anderen 2 Wechselstromölpumpen 20 variabler Frequenz mit etwa 40% bis 60% der Ausgangsleistung; wenn zwei Wechselstromölpumpen 20 variabler Frequenz jeweils ausfallen, arbeitet die restliche eine Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz mit 95% bis 100% der Ausgangsleistung, um eine unterbrechungsfreie Ölversorgung des Schmiersystems zu gewährleisten.
Siehe 1 und 2, ist in dem zentralen Steuermodul 3 ein Kommunikationsmodul 32 integriert, wobei das zentrale Steuermodul 3 über das Profibus-DP-Kommunikationsprotokoll mit der Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 kommuniziert, wodurch die Stabilität der Signalübertragung sichergestellt wird und es sich an die relativ komplexe Arbeitsumgebung des Schmiersystems anpasst.
Siehe 1 und 2, ist an dem Lager des Aggregats 1 eine Lagertemperaturerfassungsvorrichtung 52 installiert, die ans zentrale Steuermodul 3 angeschlossen ist, um die Temperaturdaten ans zentrale Steuermodul 3 zu übertragen. In einigen Ausführungsformen ist die Lagertemperaturerfassungsvorrichtung 152 ein Temperatursensor. An einem dem Lager 13 zugewandten Ende der Ölversorgungsleitung 15 ist eine durch das zentrale Steuermodul 3 gesteuerte Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 installiert. In einigen Ausführungsformen ist die Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 ein intelligentes Regelventil, das unter Kontrolle des zentralen Steuermoduls 3 steht, um den Öffnungsgrad des intelligenten Regelventils einzustellen und somit den Durchfluss des ins Lager 13 fließenden Schmieröls zu steuern.
Siehe 1 und 2, ist im Inneren des zentralen Steuermoduls 3 eine Lagerdurchfluss-Steuereinheit 33 integriert, um die Frequenz-Durchfluss-Kurve der Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz zu sammeln und zu testen und somit die Kurve zu zeichnen. Die Lagerdurchfluss-Steuereinheit 33 ist mit einem Einstellkoeffizienten k versehen. Errichten einer Gleichung Q (n)∝kT (n), wobei Q für den Durchfluss, T für die Temperatur, k für den Einstellkoeffizienten und k für den Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 steht. In dieser entsprechenden Beziehung wird der Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 eingestellt, um durch die Lagerdurchfluss-Steuereinheit 33 den Öffnungsgrad der Einstellvorrichtung zu steuern und somit die Wärmeableitungseffizienz des Lagers 3 zu verbessern.
Siehe 1 und 2, sind an der Ölversorgungsleitung 15 eine Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung 153 und eine Lagerdruckerfassungsvorrichtung 154 zum Erfassen des Öffnungsgrades der Durchflusseinstellvorrichtung installiert. Die Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung 153 ist an einem dem Lager 13 abgewandten Ende der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 installiert, wobei die Lagerdruckerfassungsvorrichtung 154 an einem dem Lager 13 zugewandten Ende der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 installiert ist. In einigen Ausführungsformen sind die Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung 153 und die Lagerdruckerfassungsvorrichtung 154 jeweils ein Drucksensor. Durch die Druckdifferenz zwischen den beiden berechnet das zentrale Steuermodul 3 den tatsächlichen Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4.
Siehe 1 und 2, sind an dem Öltank 14 ein Temperatursensor T1 und ein Heizgerät 17 installiert. Der Temperatursensor T1 erfasst die anfängliche Testöltemperatur und überträgt diese ans zentrale Steuermodul 3, wenn die Temperatur niedriger als der voreingestellte Wert ist, startet das zentrale Steuermodul 3 das Heizgerät 17, um das Schmieröl im Inneren des Öltanks 14 zu heizen. An der Ölversorgungsleitung 15 ist ein Öltemperaturerfassungsmodul 15 installiert, das die Öltemperatur erfasst und ein Öltemperatursignal ans zentrale Steuermodul 3 ausgibt. In einigen Ausführungsformen ist das Öltemperaturerfassungsmodul 155 ein Temperatursensor. Bei dem Öltemperaturerfassungsmodul 155 handelt es sich darum, dass an der Ölversorgungsleitung 15 weiterhin eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen des Schmieröls in der Ölversorgungsleitung 15 installiert ist, wie ein Ölkühler. An einem Einlassrohr der Kühlvorrichtung 5 ist eine Wasservolumeneinstellvorrichtung 51 angeordnet, die ans zentrale Steuermodul 3 angeschlossen ist, um ein aus dem zentralen Steuermodul 3 stammendes Wasservolumensignal zu empfangen und somit die Abkühlrate zu steuern. In einigen Ausführungsformen ist die Wasservolumeneinstellvorrichtung 51 ein Wasservolumenregelventil.
Siehe 1 und 2, ist an dem Lager 13 des Aggregats 1 eine Lagervibrationserfassungsvorrichtung 31 installiert, die ein Vibrationssensor ist, wobei die Lagervibrationserfassungsvorrichtung 31 ans zentrale Steuermodul 3 angeschlossen ist, und wobei der Vibrationssensor die Vibration an dem Lager 13 erfasst und ein Vibrationssignal ans zentrale Steuermodul 3 sendet, und wobei das zentrale Steuermodul 3 einen Alarm ausgibt, wenn die Vibration den Schwellenwert überschreitet.
Siehe 1 und 2, ist ans zentrale Steuermodul 3 ein Host-Computer 6 zum Anzeigen des Betriebszustandes des Ölversorgungsmoduls 2 angeschlossen. In einigen Ausführungsformen ist der Host-Computer 6 ein Touchscreen, der sowohl die Betriebsdaten anzeigen als auch einen Befehl ins zentrale Steuermodul 3 eingeben kann. Darüber hinaus umfasst das zentrale Steuermodul weiterhin ein drahtloses Übertragungsmodul 34 zum Hochladen des Betriebszustandes des Schmiersystems auf den Cloud-Server, wobei das drahtlose Übertragungsmodul 34 die jeweiligen Betriebszustände und Betriebsparameter des Schmiersystems sammelt und diese in die Cloud hochlädt und eine Fernbedienungsanweisung von dem Benutzer empfängt, um entsprechende Steuervorgänge am Schmiersystem durchzuführen.
Das Arbeitsprinzip lautet wie folgt:

vor dem Start des Schmiersystems erfasst der Temperatursensor T1 an dem Öltank 14 die Öltemperatur. Wenn die Temperatur niedriger als der voreingestellte Wert ist, steuert das zentrale Steuermodul 3 das Heizgerät 17 zum Heizen des Schmieröls an, um das Schmiersystem zu starten. Nach dem fertigen Start des Schmiersystems erfasst das Öltemperaturerfassungsmodul 155 an der Ölversorgungsleitung 15 die Öltemperatur in der Ölversorgungsleitung 15, wenn die Temperatur höher als der voreingestellte Wert ist, wird die Wasservolumeneinstellvorrichtung 51 zum Einstellen der Einlassrate der Kühlvorrichtung 5 angesteuert, um somit die Abkühlrate der Kühlvorrichtung 5 zu erhöhen.

Wenn sich das Ölversorgungsmodul 2 in einem Normalbetriebszustand befindet, pumpen die drei Ölversorgungsmodule 2 jeweils mit 20%-40% der Ausgangsleistung das Schmieröl. Wenn das Wechselstromnetzteil ausfällt, schaltet der Schalter 223 automatisch die Stromversorgung des Wechselrichtermoduls 22 auf die Wechselrichtervorrichtung 222 um, die den Strom liefert, und das Gleichstromnetzteil wird durch die Wechselrichtervorrichtung 222 invertiert und versorgt dann die Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz mit Strom. Gleichzeitig erfasst das Druckerfassungsmodul 151 an der Ölversorgungsleitung 15 den Ölversorgungsdruck und überträgt das Drucksignal ans zentrale Steuermodul 3.
Wenn der Druck niedriger als der voreingestellte Wert ist, erfasst das zentrale Steuermodul 3 durch die Ölpumpenerfassungseinheit 31 den Betriebszustand der Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz des Ölversorgungsmoduls 2. Wenn die Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz nicht ausfällt, sendet das zentrale Steuermodul 3 ein Signal an eine den drei Ölversorgungsmodulen 2 entsprechende Frequenzumwandlungsvorrichtung 21, so dass die Ausgangsleistung der drei Frequenzumwandlungsvorrichtung 21 auf 100% erhöht wird. Wenn der Druck kontinuierlich abfällt, wird ein Alarm ausgegeben, um das Bedienungspersonal auf eine Überprüfung hinzuweisen. Wenn eine Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz ausfällt, steuert das zentrale Steuermodul 3 die restlichen 2 Wechselstromölpumpen 20 variabler Frequenz zum Betrieb mit jeweils etwa 50% der Ausgangsleistung an. Wenn zwei Wechselstromölpumpen 20 variabler Frequenz ausfallen, steuert das zentrale Steuermodul 3 die restliche eine Wechselstromölpumpe 20 variabler Frequenz zum Betrieb mit 95%-100% der Ausgangsleistung an. Auf die Weise wird beim Ausfall der Ölpumpe ein nahtloses Umschalten zwischen den Ölpumpen gewährleistet, um die durch Umschalten der Ölpumpen verursachten Öldruckschwankungen zu verringern und somit die Sicherheit des Aggregats 1 zu verbessern.
Im Arbeitsvorgang des Schmiersystems erfasst die Lagertemperaturerfassungsvorrichtung 152 die Temperatur an dem Lager 13 und überträgt die Daten ans zentrale Steuermodul 3. In Übereinstimmung mit dem Heizwert des Lagers 13 sendet die Lagerdurchfluss-Steuereinheit 33 in dem zentralen Steuermodul 3 den entsprechenden Steuerkoeffizienten k an die Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4, um den Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung 4 einzustellen und somit das Volumen des zum Lager 13 fließenden Schmieröls einzustellen, auf die Weise wird die Wärmeableitungseffizienz an dem Lager 13 erhöht und eine konstante Temperatur an dem Lager 13 gewährleistet.
Das zentrale Steuermodul 3 erfasst und überwacht den Betriebszustand und die Betriebsparameter des gesamten Systems und zeigt die Daten an dem Host-Computer 6 an, damit das Bedienungspersonal rechtzeitig den Arbeitszustand des Schmiersystems erkennen kann. Gleichzeitig kann das zentrale Steuermodul 3 auch alle Arbeitsparameter und den Betriebszustand in Form von drahtlosen Daten über das drahtlose Übertragungsmodul 34 an den Cloud-Server übertragen, was für den Bediener bequem ist, es ferngesteuert zu prüfen und fernzusteuern.
Die Ausführungsbeispiele in der vorliegenden ausführlichen Ausführungsform sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, darauf wird der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt, deshalb sollen alle äquivalenten Änderungen, die basierend auf der Struktur, der Form und dem Prinzip der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, als von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden.

Claims

Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe, umfassend ein Aggregat (1), einen Öltank (14) und eine mit dem Lager (13) des Aggregats (1) verbundene Ölversorgungsleitung (15), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Öltank (14) mehrere Gruppen von Ölversorgungsmodulen (2) angeordnet sind, an die jeweils eine Frequenzumwandlungsvorrichtung (21) angeschlossen ist, wobei an die Frequenzumwandlungsvorrichtung (21) ein zentrales Steuermodul (3) angeschlossen ist, das ein Frequenzumwandlungssignal an die Frequenzumwandlungsvorrichtung (21) ausgibt, um die Ausgangsfrequenz einzustellen und somit den Ausgangsdurchfluss des Ölversorgungsmoduls (2) einzustellen; und wobei im Inneren des zentralen Steuermoduls (3) eine Ölpumpenerfassungseinheit (31) zum Erfassen des Betriebszustandes des Ölversorgungsmoduls (2) angeordnet ist, und wobei an der Ölversorgungsleitung (15) ein Druckerfassungsmodul (151) angeordnet ist, das den Ölversorgungsdruck erfasst und ein Drucksignal ans zentrale Steuermodul (3) ausgibt, um die Ölpumpenerfassungseinheit (31) auszulösen, und wobei die Ölpumpenerfassungseinheit (31) dazu verwendet wird, beim Erfassen einer Beschädigung des Ölversorgungsmoduls (2) ein Umschaltsignal ans zentrale Steuermodul (3) auszugeben, um das zentrale Steuermodul (3) zum Ausgeben eines Frequenzumwandlungssignals auszulösen.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Frequenzumwandlungsvorrichtung (21) ein Wechselrichtermodul (22) angeschlossen ist, das das Ölversorgungsmodul (2) mit Strom versorgt, wobei das Wechselrichtermodul (22) eine Filtervorrichtung (221), eine Wechselrichtervorrichtung (222) und einen Schalter (223) umfasst, und wobei ein Eingabeende der Filtervorrichtung (221) ans Wechselstromnetzteil und ein Ausgabeende der Filtervorrichtung (221) an den Schalter (223) angeschlossen ist, und wobei der Schalter (223) an die Wechselrichtervorrichtung (222) angeschlossen ist, und wobei die Wechselrichtervorrichtung (222) ans Gleichstromnetzteil angeschlossen ist.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichstromnetzteil und das Wechselstromnetzteil parallel geschaltet sind, um gemeinsam die Frequenzumwandlungsvorrichtung (21) mit Strom zu versorgen.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lager (13) des Aggregats (1) eine Lagertemperaturerfassungsvorrichtung (152) angeordnet ist, die ans zentrale Steuermodul (3) angeschlossen ist, wobei an einem dem Lager (13) zugewandten Ende der Ölversorgungsleitung (15) eine Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung (4) angeordnet ist, die unter Kontrolle des zentralen Steuermoduls (3) den Durchfluss entsprechend den Temperaturänderungen einstellt.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des zentralen Steuermoduls (3) eine Lagerdurchfluss-Steuereinheit (33) angeordnet ist, die mit einem Einstellkoeffizienten versehen ist, wobei die Lagerdurchfluss-Steuereinheit (33) dazu verwendet wird, in Übereinstimmung mit dem Einstellkoeffizienten den Öffnungsgrad der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung (4) zu steuern.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ölversorgungsleitung (15) eine Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung (153) und eine Lagerdruckerfassungsvorrichtung (154) zum Erfassen des Öffnungsgrades der Lagerdurchfluss-Einstellvorrichtung (4) angeordnet sind, wobei die Rohrleitungsdruckerfassungsvorrichtung (153) und die Lagerdruckerfassungsvorrichtung (154) jeweils mit dem zentralen Steuermodul (3) verbunden sind.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ölversorgungsleitung (15) ein Öltemperaturerfassungsmodul (155) angeordnet ist, das die Öltemperatur erfasst und ein Öltemperatursignal ans zentrale Steuermodul (3) ausgibt, wobei an der Ölversorgungsleitung (15) weiterhin eine Kühlvorrichtung (5) angeordnet ist, und wobei an einem Einlassrohr der Kühlvorrichtung (5) eine Wasservolumeneinstellvorrichtung (51) angeordnet ist, die ans zentrale Steuermodul (3) angeschlossen ist, um ein aus dem zentralen Steuermodul (3) stammendes Wasservolumensignal zu empfangen und somit die Abkühlrate zu steuern.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lager (13) des Aggregats (1) eine Lagervibrationserfassungsvorrichtung (131) angeordnet ist, die ans zentrale Steuermodul (3) angeschlossen ist.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuermodul (3) mit einem Kommunikationsmodul (32) versehen ist, das dazu verwendet wird, über das Profibus-DP-Kommunikationsprotokoll mit der Frequenzumwandlungsvorrichtung (21) zu kommunizieren.
Schmierölsystem mit einer Frequenzumwandlungssteuerung der Wechselstromölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ans zentrale Steuermodul (3) ein Host-Computer (6) zum Anzeigen des Betriebszustandes des Ölversorgungsmoduls (2) und ein drahtloses Übertragungsmodul (34) zum Hochladen des Betriebszustandes des Schmiersystems auf den Cloud-Server angeschlossen sind.