[发明专利]一种转速转矩机械合成装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械动力合成装置，更具体的涉及两个或多个不同转速转矩的机械合成装置。

背景技术

现有技术中，据统计，电力消费的70%左右用于驱动各类电动机，而多数电动机是工作在不稳定负载情况下的，有些驱动电动机常常工作在逆向负载情况下，当电动机在额定负载下工作时，其机械效率可达90%，但在低负荷或逆向负载下工作时，其运行效率只能达到20%～30%。现行对电动机逆向负载工作情况的处理方法有二：一是对负载进行强制“制动”，将负载的逆向动力以发热的形式消耗掉。二是将负载的逆向动力通过直流发电机发出直流电，再将直流电逆变为交流电反馈回电网。前一种处理方式造成了能源的大量损耗和机械装置(或电器装置)的磨损发热，后一种方式转换装置复杂，转换效率低且带来电网的污染和不稳定运行。因此需要对现有电动机的运转负载进行稳定。另外现有技术中并没有将不同转速、不同扭矩的两动力轴的动力合成至同一转动轴的装置，尽管现有技术中汽车的差速器能够实现动力的分解，但却没有逆向的实现动力的合成。

发明内容

本发明基于上述技术问题，提出一种将不同转速转矩的动力进行合成的装置，该装置创新性的基于汽车“差速器”的逆向运行原理，将两轴非同步动力合成到同一动力轴，实现了轴功率的机械合成，同时也稳定了电动机的负荷，在电动机低负荷时将多余负荷储存起来，在电动机高负荷下将储存的能量释放，从而不对电网回馈任何电能，只要求电网对电动机用能进行补充，极大地提高了电动机的运行效率，延长了电动机的使用寿命。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种转速转矩机械合成装置，包括第一电机齿轮、第二电机齿轮、行星齿轮支架、行星齿轮和被动齿轮，所述的行星齿轮支架与所述第一电机齿轮同步运转，所述行星齿轮设置于所述行星齿轮支架上，所述行星齿轮的一侧啮合于所述第一电机齿轮，另一侧啮合于所述第二电机齿轮，所述被动齿轮啮合于所述第一电机齿轮，当所述第一电机齿轮和第二电机齿轮同步运转时，所述行星齿轮与第一电机齿轮和第二电机齿轮无相对运动，当所述第一电机齿轮和第二电机齿轮存在转速转矩差时，所述行星齿轮与第一电机齿轮和第二电机齿轮作相对运动，并将两者的不同转速转矩动力合成传递给所述被动齿轮。

进一步地根据本发明所述的装置，其中所述第一电机齿轮包括同步运转的大齿轮和小齿轮，所述被动齿轮啮合于所述大齿轮，所述行星齿轮的一侧啮合于所述小齿轮，所述行星齿轮支架固定于所述大齿轮上。

进一步地根据本发明所述的装置，其中所述行星齿轮支架内上下对称地设置有两个所述行星齿轮，每个所述行星齿轮的一侧啮合于所述小齿轮，另一侧啮合于所述第二电机齿轮，两个行星齿轮分别啮合于所述小齿轮和第二电机齿轮的两侧，所述行星齿轮绕自身中心轴的转动方向与所述第一电机齿轮和第二电机齿轮的转动方向垂直。

进一步地根据本发明所述的装置，其中所述大齿轮、小齿轮、行星齿轮、第二电机齿轮和被动齿轮整体具有圆台形状，并在圆台的母线侧面形成齿轮齿。

进一步地根据本发明所述的装置，其中所述第一电机齿轮通过轴承并经第一减速机而连接于主动电机，所述第二电机齿轮通过轴承并经第二减速机而连接于辅助电机，所述辅助电机连接于一电容器，还包括控制各部件工作的控制机构。

进一步地根据本发明所述的装置，其中还包括与所述辅助电机和电容器连接的发电机，所述控制机构做如下操控：当所述转速转矩机械合成装置对外作负功时，所述辅助电机不输出动力，所述主动电机的逆向负载余能通过行星齿轮而传递至所述第二电机齿轮，通过第二电机齿轮带动发电机发电，并将其所发电能存储于电容器；当所述转速转矩机械合成装置对外作正功时，所述主动电机向第一电机齿轮输出主动力，同时所述电容器放电，用储存的电能驱动所述辅助电机向第二电机齿轮输出动力，且所述第二电机齿轮和第一电机齿轮的动力经所述行星齿轮调整后合成输出至所述被动齿轮上。

进一步地根据本发明所述的装置，其中所述辅助电机是可逆的发电-电动机，所述控制机构做如下操控：当所述转速转矩机械合成装置对外作负功时，所述辅助电机作为发电机，所述主动电机的逆向负载余能通过行星齿轮而传递至所述第二电机齿轮，通过第二电机齿轮带动辅助电机发电，并将其所发电能存储于电容器；当所述转速转矩机械合成装置对外作正功时，所述辅助电机作为电动机，所述主动电机向第一电机齿轮输出主动力，同时所述电容器放电，用储存的电能驱动所述辅助电机向第二电机齿轮输出动力，且所述第二电机齿轮和第一电机齿轮的动力经所述行星齿轮调整后合成输出至所述被动齿轮上。