一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，属于变频调速技术领域，本发明专利技术为解决现有机电一体化设备集成调速系统存在调速范围窄、运行模式不够灵活，以及缺乏应对故障工况的问题。它包括：主驱动机通过输入轴与齿圈联接作为一个驱动源；调速系统通过调速级输入轴与调速级输入齿轮联接作为另一个驱动源；被驱动负载通过输出轴与太阳轮联接；当主驱动机工频定速运行驱动齿圈定速旋转时，调速系统通过无极变速的输出带动调速级输入齿轮无极变速旋转，带动行星架无极变速运转；定速的驱动件齿圈与无极变速的驱动件行星架通过行星齿轮传动差动结构进行驱动合成，驱动太阳轮无极变速转动，使得被驱动负载接收无极变速输出。用于对机电一体化设备进行调速。化设备进行调速。化设备进行调速。
【技术实现步骤摘要】
一种基于行星齿轮传动的变频调速装置
[0001]本专利技术涉及一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，属于变频调速
技术介绍
[0002]行星的调速装置是一种基于行星齿轮差动调速与功率分流原理的高效率、高可靠性的机电一体化调速产品。它由行星差动调速机械本体、辅助电机、变频器(约总传递功率的20％容量)组成，利用行星差动调速原理来实现高效调速。
[0003]它具有如下优点：
[0004]第一，该装置中只有约20％的功率通过变频器驱动辅助电机的方式参与调速，其余约80％的功率以最高效的机械传动方式直接传递到负载，因此，加权综合调速效率极高；
[0005]第二，由于采用小容量变频器，与常规高压变频技术相比，更为成熟可靠，因此，该装置在运行可靠性上也得到了较大提升，后续维护量与费用也较小。
[0006]因此，行星调速装置是一种集高效、可靠、性能优于一体的设备。
[0007]公开号CN109450167A的专利公开了“一种机电一体化集成调速系统及其软启动方法”，该专利的行星变频调速产品用于锅炉给水泵调速节能，但存在的问题有：
[0008]1、调速范围窄；
[0009]2、运行模式不够灵活；
[0010]3、缺乏应对故障工况的手段。
技术实现思路
[0011]本专利技术目的是为了解决现有机电一体化设备集成调速系统存在调速范围窄、运行模式不够灵活，以及缺乏应对故障工况的问题，提供了一种基于行星齿轮传动的变频调速装置。
[0012]本专利技术所述的一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，它包括：差动行星齿轮构件、调速系统和主驱动机；
[0013]齿圈、行星架、太阳轮和行星轮构成差动行星齿轮构件的行星齿轮传动差动结构，行星架上联接有外齿轮，外齿轮与第一行星架惰轮、调速级输入齿轮构成平行级齿轮传动结构；
[0014]主驱动机通过输入轴和第二联轴器与齿圈联接，作为一个驱动源；
[0015]调速系统通过调速级输入轴和第一联轴器与调速级输入齿轮联接，作为另一个驱动源；
[0016]被驱动负载通过输出轴和第三联轴器与太阳轮联接；
[0017]当主驱动机工频定速运行，驱动齿圈定速旋转时，调速系统能够通过无极变速的输出带动调速级输入齿轮无极变速旋转，进而带动平行级的行星架无极变速运转；定速的驱动件齿圈与无极变速的驱动件行星架通过行星齿轮传动差动结构进行驱动合成，进而驱动太阳轮的无极变速转动，使得与太阳轮联接的被驱动负载接收无极变速的输出。
[0018]优选的，它还包括齿圈外齿轮，所述齿圈外齿轮联接在齿圈上。
[0019]优选的，它还包括齿圈惰轮和离合器；
[0020]齿圈外齿轮和齿圈惰轮啮合，齿圈惰轮通过离合器与第一行星架惰轮联接。
[0021]优选的，它还包括齿圈惰轮、离合器和齿圈输入齿轮；
[0022]齿圈外齿轮和齿圈惰轮啮合，齿圈惰轮与齿圈输入齿轮啮合，齿圈输入齿轮与离合器的一端联接，离合器的另一端联接在调速级输入轴上，且位于第一联轴器和调速级输入齿轮之间。
[0023]优选的，它还包括齿圈惰轮、离合器和第二行星架惰轮；
[0024]所述齿圈惰轮设置在远离调速系统的位置；
[0025]齿圈外齿轮和齿圈惰轮啮合，齿圈惰轮通过离合器与第二行星架惰轮联接，第二行星架惰轮与行星架通过齿轮啮合联接。
[0026]优选的，所述调速系统包括多个，联接到对应行星架上的调速级输入齿轮、第一行星架惰轮与调速系统数量相同；
[0027]离合器的数量为1个或多个；
[0028]当离合器的数量为1个时，离合器设置在任意一个齿圈惰轮与相对应的第一行星架惰轮之间，或设置在任意一个齿圈输入齿轮与相对应的调速级输入轴之间，或设置在任意一个齿圈惰轮与相对应的第二行星架惰轮之间；
[0029]当离合器的数量为多个时，离合器设置在所有齿圈惰轮与相对应的第一行星架惰轮之间，或设置在所有齿圈输入齿轮与相对应的调速级输入轴之间，或设置在所有齿圈惰轮与相对应的第二行星架惰轮之间。
[0030]优选的，所述离合器采用穿轴端接式，设置在轴端。
[0031]优选的，所述输出轴上还包括输出轴分轴；
[0032]所述输出轴分轴包括第一附加输出端平行级齿轮和第二附加输出端平行级齿轮；
[0033]所述第一附加输出端平行级齿轮和第二附加输出端平行级齿轮设置在输出轴上，且联接在第三联轴器和太阳轮之间。
[0034]优选的，所述输入轴上还包括输入轴分轴；
[0035]所述输入轴分轴包括第一附加输入端平行级齿轮和第二输入端平行级齿轮；
[0036]所述第一附加输入端平行级齿轮和第二输入端平行级齿轮设置在输入轴上，且联接在第二联轴器和齿圈之间。
[0037]优选的，所述第一行星架惰轮和齿圈惰轮中至少一个采用双联齿轮结构的惰轮。
[0038]优选的，它还包括轴头泵驱动齿轮和轴头泵；轴头泵驱动齿轮与齿圈外齿轮啮合，齿圈外齿轮通过轴头泵驱动齿轮驱动轴头泵。
[0039]优选的，所述调速系统、主驱动机和被驱动负载均可以两两置换。
[0040]本专利技术提出了一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，提出了宽调速、高效率、高可靠性的新一代行星齿轮传动系统。具有如下优点：
[0041]1、通过机械的方式，降低了调速系统的容量，大部分功率是通过效率最高的机械传递的方式直接传递至被驱动负载，只有少部分功率参与调速，通过优选高效率调速方法(如变频)，实现了整体加权后调速效率最优化；
[0042]2、通过机械的方式，实现了调速系统容量的降低，在工程应用上即为降低变频器
的容量，也就是说，行星变频调速装置的电子元器件数量远低于主流高效率全容量变频方案，进而大大提升了调速装置的可靠性，并且后续维护工作大大减少，维护费用也大大降低；
[0043]3、本专利技术巧妙地实现了冗余设计，并且该冗余设计在实现“冗余”的同时，实际担负着行星变频调速装置功能实现的作用，可用性更高，避免了传统冗余设计在在系统不发生故障工况时的“浪费”及“实用性不佳”的问题；
[0044]4、通过离合器的应用，实现了可靠性更高、调速范围更广、运行模式更加灵活的调速装置，且该调速装置应对故障工况的手段也更多。
附图说明
[0045]图1是本专利技术所述基于行星齿轮传动的变频调速装置的结构示意图；
[0046]图2是第一行星架惰轮采用双联齿轮结构惰轮的变频调速装置结构示意图；
[0047]图3是在输出轴上设置输出轴分轴的变频调速装置结构示意图；
[0048]图4是在输入轴上设置输入轴分轴的变频调速装置结构示意图；
[0049]图5是驱动轴头泵的变频调速装置结构示意图；
[0050]图6是安装离合器的变频调速装置结构示意图；
[0051]图7是离合器采用穿轴端接式的变频调速装置结构示意图；
[0052]图8是安装离合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，其特征在于，它包括：差动行星齿轮构件、调速系统(11)和主驱动机(12)；齿圈(2)、行星架(3)、太阳轮(4)和行星轮(6)构成差动行星齿轮构件的行星齿轮传动差动结构，行星架(3)上联接有外齿轮，外齿轮与第一行星架惰轮(7)、调速级输入齿轮(8)构成平行级齿轮传动结构；主驱动机(12)通过输入轴(1)和第二联轴器(10
‑
2)与齿圈(2)联接，作为一个驱动源；调速系统(11)通过调速级输入轴(9)和第一联轴器(10
‑
1)与调速级输入齿轮(8)联接，作为另一个驱动源；被驱动负载(13)通过输出轴(5)和第三联轴器(10
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3)与太阳轮(4)联接；当主驱动机(12)工频定速运行，驱动齿圈(2)定速旋转时，调速系统(11)能够通过无极变速的输出带动调速级输入齿轮(8)无极变速旋转，进而带动平行级的行星架(3)无极变速运转；定速的驱动件齿圈(2)与无极变速的驱动件行星架(3)通过行星齿轮传动差动结构进行驱动合成，进而驱动太阳轮(4)的无极变速转动，使得与太阳轮(4)联接的被驱动负载(13)接收无极变速的输出。2.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，其特征在于，它还包括齿圈外齿轮(19)，所述齿圈外齿轮(19)联接在齿圈(2)上。3.根据权利要求2所述的一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，其特征在于，它还包括齿圈惰轮(22)和离合器(23)；齿圈外齿轮(19)和齿圈惰轮(22)啮合，齿圈惰轮(22)通过离合器(23)与第一行星架惰轮(7)联接。4.根据权利要求2所述的一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，其特征在于，它还包括齿圈惰轮(22)、离合器(23)和齿圈输入齿轮(24)；齿圈外齿轮(19)和齿圈惰轮(22)啮合，齿圈惰轮(22)与齿圈输入齿轮(24)啮合，齿圈输入齿轮(24)与离合器(23)的一端联接，离合器(23)的另一端联接在调速级输入轴(9)上，且位于第一联轴器(10
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1)和调速级输入齿轮(8)之间。5.根据权利要求2所述的一种基于行星齿轮传动的变频调速装置，其特征在于，它还包括齿圈惰轮(22)、离合器(23)和第二行星架惰轮(25)；所述齿圈惰轮(22)设置在远离调速系统(11)的位置；齿圈外齿轮(19)和齿圈惰轮(22)啮合，齿圈惰轮(22)通过离合器(23)与第二行星架惰轮(25)联接，第二行星架惰轮(25)与行星架(3)通过齿轮啮合...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱振荣，杨德荣，邓广琳，王鑫，刘永恒，陈涛，高旭文，
申请(专利权)人：哈尔滨广瀚动力传动有限公司，
类型：发明
国别省市：
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