[其他]叠加调速法

说明书

本发明属于无级调速技术，是对双机拖动差动调速技术的一种发展。

差动调速是用一个交流电动机和一个直流电动机分别拖动一个二自由度行星轮系，使交流电动机和直流电动机的输出转速以机械的方式并联地合成为调速系统的输出转速，使系统的输出转速的一部分由交流电动机提供，一部分由直流电动机提供。由于交流电动机具有投资少、静态转速精度高、动态性能硬的优点，而直流电动机具有调速简单、方便的优点，这就使双机拖动差动调速系统的输出转速具有精度高、特性硬且可调速的综合优点，使双机拖动调速系统在静态精度和动态品质等主要技术指标上比常用的直流电动机单机拖动时得到很大的提高。但由于差动调速是用行星轮系进行转速合成，而行星轮系的设计、制造都比较复杂，且体积庞大、噪音很大、维修困难，同时由于受齿轮啮合速度的限制，使其输出转速被限制在较低水平上，无法完成高转速拖动。

本发明的目的是提供一种叠加调速法来代替差动调速的并联法进行转速合成，在保留双机拖动差动调速系统的优点的同时，解决差动调速存在的输出转速低，冲击载荷过高，寿命短，制造维修困难，设备重量大，噪音大等问题。

本发明方法如下：将交流电动机外壳两端用轴承支撑，使外壳及定子绕组可以绕自己的转子轴轴线转动。在外壳上装有集电环，用电刷通过集电环向交流电动机定子绕组供电，使交流电动机转子轴相对定子绕组旋转;用另一个可调速的原动机拖动交流电动机外壳及定子绕组绕自己的转子轴轴线旋转，使交流电动机转子轴输出转速为交流电动机转子轴相对其外壳及定子绕组的转速与外壳在可调速原动机拖动下的转速相叠加，调节可调速原动机的转速，使交流电动机外壳的转速变化，这样，交流电动机转子轴的输出转速就得到了调节。

图1是采用本发明方法的叠加调速装置。

该装置包括一个可调速的原动机〔1〕，由轴承〔2〕支撑的交流电动机外壳〔3〕，装在外壳上的集电环〔4〕，与集电环相接触的电刷〔5〕及交流电动机转子轴〔6〕。交流电动机外壳应该加工成园柱体，以便其有良好的动平衡。当可调速原动机输出轴与交流电动机轴线平行且不共线时，用园柱齿轮付〔7〕做为原动机与交流电动机之间的传动装置。其工作原理为，通过电刷、集电环向交流电动机供电，原动机通过齿轮付拖动交流电动机外壳围绕自己的转子轴旋转。调节原动机转速，因而改变交流电动机外壳转速，从而调节交流电动机转子轴的输出转速。本装置中也可用链传动作为原动机和交流电动机之间的传动装置。另外，原动机与交流电动机之间的传动也可采用其他方式，例如，当原动机输出轴与交流电动机轴线共线时，可用联轴器直线将原动机输出轴与交流电动机外壳刚联，进行直接拖动;而当原动机输出轴与交流电动机轴心线成夹角或空间交错时，可用伞形齿轮付或蜗杆付做为原动机和交流电动机之间的传动装置。

当上述的叠加调速装置中的原动机采用直流电动机，且交流电动机与直流电动机功率比为2-25∶1时，能取得最好的调速效果。

发明的叠加调速法与现有几种调速方法比较有下述优点：

1.与直流调速相比，有静态精度高，动态稳定性好，投资少，维修简单的优点。

2.与差动调速相比，设备制造维修简单，投资少，寿命长，噪音小。

3.与调频调速相比，精度高，投资小得多。

本发明是用转速叠加的方法，充分利用交流电动机输出特性硬的优点，使调速精度达到了其他调速方法难以相比的精度，在冶金工业中，将解决小型轧钢从横列变为连轧所遇到的调速精度问题，为小型轧机提供了一种新的高精度调速系统，它将对小型轧机的改造起到十分积极的作用。本发明也可以用于各种需要进行调速的拖动系统，同样可以达到投资少、精度高的目的。