齒輪單元以及用于控制齒輪單元的潤滑泵的方法技術

一種齒輪單元，包括：軸(101、102)，用于連接至外部機械系統；在所述軸之間的至少一個齒輪級(103)；潤滑泵(104)，用于使潤滑油循環通過齒輪單元的至少一個齒輪級和軸承；溫度傳感器(105)，用于測量潤滑油的溫度并且提供溫度信號；電動機(107)，用于驅動潤滑泵；以及電氣設備(108)，用于控制電動機從而使作用于潤滑泵的扭矩低于扭矩極限。扭矩極限基于所測量的潤滑油的溫度而動態的確定。該設置使得能夠使潤滑泵在冷啟動過程期間免于機械故障，從而避免不必要地限制將減慢冷啟動過程的扭矩極限。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種齒輪單元并且涉及一種用于控制齒輪單元的潤滑泵的方法。此 外，本專利技術涉及一種用于控制齒輪單元的潤滑泵的計算機程序。
技術介紹
齒輪單元的潤滑系統通常包括潤滑泵，所述潤滑泵被布置成使潤滑油循環通過齒 輪單元的一個齒輪級或者多個齒輪級并且通過齒輪單元的軸承。由于潤滑油的粘度主要取 決于溫度，因此潤滑泵必須以如下方式設計和操作，即潤滑泵即使在潤滑油是冰冷的并且 因此其粘度是相對較高的情況下也不會被損壞。原則上，能夠預加熱潤滑油從而使潤滑油在所有情況下都足夠溫暖到以與齒輪單 元的正常使用期間相同的方式泵送。然而，在齒輪單元預備好之前，使得潤滑油在冷啟動的 情況下也能足夠溫暖到以與正常使用相同的方式泵送的預熱耗費時間并且消耗能量。因 此，與正常使用相比，潤滑泵在冷起動情況下通常以較小的扭矩和速度旋轉。然而，在冷啟動過程所需的時間和潤滑泵的故障風險以及另外的磨損之間存在折 衷，使得扭矩和轉速的更高上限在冷啟動過程中導致更短的冷啟動過程但是也同時導致故 障風險的增加以及潤滑泵的磨損的增加。為了使故障風險以及潤滑泵的磨損保持在足夠低 的水平上，當選定在冷啟動過程中使用的扭矩極限和轉速極限時，就需要安全余量。然而， 這有時候導致冷啟動過程的持續時間會令人不滿意的長的情況。
技術實現思路
下文陳述簡要的
技術實現思路
，以便提供本專利技術不同實施例的若干方面的基本理解。
技術實現思路
不是本專利技術的廣泛概述。該
技術實現思路
的意圖不在于確定本專利技術的關鍵或重要元 素，也不在于描述本專利技術的范圍。下文的
技術實現思路
僅僅是以簡化的形式陳述本專利技術的若干 概念，作為本專利技術的示例性實施例的更詳細描述的開始。在本專利技術中，使用術語大齒輪指代有齒的，旋轉機件。兩個或更多個嚙合的齒輪構 成齒輪級。同樣地，術語齒輪在本文獻中指代機械系統，其具有第一軸和第二軸，在第一軸 和第二軸之間，一個或更多個齒輪級提供在旋轉軸線方向上的速度和扭矩的轉換和/或改 變。齒輪單元包括適當的齒輪并且可以包括輔助增強系統，比如測量儀器、控制以及潤滑裝置。根據本專利技術的第一方面，提供一種新的齒輪單元，所述齒輪單元包括-第一軸和第二軸，用于連接至外部機械系統；-在第一和第二軸之間的至少一個齒輪級；-潤滑泵，用于使潤滑油循環通過齒輪單元的至少一個齒輪級和軸承；-溫度傳感器，用于測量潤滑油的溫度并且提供代表潤滑油的溫度的溫度信號；-電動機，用于驅動潤滑泵；以及-電氣設備，用于使電動機通電以及控制電動機，從而使作用于潤滑泵的扭矩低于扭矩極限，其中，電氣設備被布置成響應于溫度信號的變化而改變扭矩極限。因為作用于潤滑泵的最大可容許的扭矩響應于所測量的潤滑油的溫度的變化而 改變并且因此扭矩極限能夠根據所測量的溫度而被動態地改變，能夠以如下方式使潤滑泵 在冷啟動過程期間免于機械故障，即避免以將會使冷啟動過程減速的不必要的嚴格的扭矩 極限的方式。。因此，本專利技術解決了存在于很多現有技術的齒輪單元中的其中在冷啟動過程 期間使用固定的扭矩極限的技術問題，并且因此冷啟動過程所需的時間和故障風險以及潤 滑泵的磨損之間的折衷將更為方便。在根據本專利技術的示例性及優選的實施例的齒輪單元中，電氣設備還被布置成控制 電動機從而使潤滑泵的轉速低于速度極限，并且被布置成響應于溫度信號的變化而改變速 度極限。在根據本專利技術的此實施例的齒輪單元中，最大的可容許的扭矩和最大的可容許的 轉速兩者都基于所測量的潤滑油的溫度確定。這個布置使得能夠以如下方式使潤滑泵在冷 啟動過程期間免于機械故障，即避免以將會使冷啟動過程減速的不必要的嚴格的扭矩極限 的方式。潤滑泵例如能夠但非必要地以由靜止變頻器饋送的交流電動機驅動，例如感應電 動機。在此情況下，扭矩極限可以利用電流極限實現而速度極限可以利用頻率極限實現。根據本專利技術的第二個方面，提供一種用于控制齒輪單元的潤滑泵的新方法。該方 法包括-測量通過潤滑泵循環的潤滑油的溫度；-控制驅動潤滑泵的電動機，從而使作用于潤滑泵的扭矩小于扭矩極限；以及-響應于所測量的潤滑油的溫度的變化而改變扭矩極限。根據本專利技術的第三個方面，提供一種用于控制齒輪單元的潤滑泵的新計算機程 序。該計算機程序包括計算機可執行的指令，用于控制可編程處理器以-發送扭矩極限至驅動潤滑泵的電氣系統，扭矩極限表示的是作用于潤滑泵的最 大可容許扭矩；以及-響應于代表所測量的潤滑油的溫度的信號的變化而改變扭矩極限。根據本專利技術的計算機程序產品包括編碼有根據本專利技術所述的計算機程序的非易 失性的計算機可讀介質，比如光盤(“⑶”)。多個本專利技術的示例性實施例在所附的從屬權利要求中描述。當結合附圖進行閱讀時根據隨后的具體的示例性實施例的描述將更好地理解本 專利技術的多種示例性實施例、構造和操作的方法以及本專利技術的另外的目標和優點。動詞“包括”在本專利技術中用作開放式的限制，即既不排除也不需要未陳述的特征的 存在。除非有另有明示，在從屬權利要求中陳述的特征可以相互自由組合。附圖說明本專利技術的示例性實施例以及優點在下文中以示例的形式并且參照附圖更詳細地 闡述，其中圖1示出根據本專利技術的實施例的齒輪單元的示意圖，并且圖2示出根據本專利技術的實施例的用于控制齒輪單元的潤滑泵的方法的流程圖。具體實施方式圖1示出根據本專利技術的有利的示例性實施例的齒輪單元100的示意圖。該齒輪單 元包括用于連接至外部機械系統的第一軸101和第二軸102。外部機械系統可以例如但非 必要地包括能夠連接至軸101的風力渦輪機和能夠連接至軸102的發電機，即齒輪單元能 夠例如是適于風能應用的齒輪單元。齒輪單元在軸101和102之間包括至少一個齒輪級 103。所述至少一個齒輪級可以例如包括一個或更多個行星齒輪級，一個或更多個圓柱齒 輪級和/或一個或更多個錐形齒輪級，或上述種類的齒輪級的組合。齒輪單元包括潤滑泵 104，用于使潤滑油循環通過齒輪單元的至少一個齒輪級以及軸承109。潤滑泵可以是例如 齒輪式泵。在圖1所示的示例性實施例中，齒輪單元包括油箱110，其構成潤滑油的循環路 徑的一部分。還能夠的是存在油槽106，其代替油箱110構成潤滑油的儲存器或者構成除了 油箱110外的潤滑油的儲存器。齒輪單元包括溫度傳感器105，用于測量潤滑油的溫度并且 提供代表所測量的溫度的溫度信號。溫度傳感器優選地被布置成從潤滑泵104的入口測量 潤滑油的溫度。然而，例如從油箱110測量溫度也是可以的。此外，通過測量潤滑泵的入口 管的溫度或者通過測量潤滑泵自身的溫度而以間接的方式測量潤滑油的溫度也是可以的。 齒輪單元包括電動機107，用于驅動潤滑泵104 ;以及電氣設備108，用于使電動機通電以 及控制電動機，從而使作用于潤滑泵的扭矩小于扭矩極限。電氣設備108被布置成響應于 溫度信號的變化而改變扭矩極限，從而使扭矩極限根據所測量的潤滑油的溫度而動態地改 變。潤滑泵的轉速取決于潤滑泵在被抽取的潤滑油的普遍溫度和壓力下的扭矩速度特性。 潤滑泵104的轉速優選地限制成低于速度極限。在根據本專利技術的實施例的齒輪單元中，電氣設備108被布置成當潤滑油的溫度低 于潤滑油的潤滑能力處于最佳的點的時候響應于潤滑油的溫度的升高而升高扭矩極限，即 通過升高扭矩來利用由于溫度的升高而提高的潤滑能力，以便縮短冷啟動過程。在根據本專利技術的實施例的齒輪單元中，電氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種齒輪單元(100)，包括：?第一軸(101)和第二軸(102)，用于連接至外部機械系統；?所述第一軸和第二軸之間的至少一個齒輪級(103)；?潤滑泵(104)，用于使潤滑油循環通過所述齒輪單元的所述至少一個齒輪級和軸承(109)；?溫度傳感器(105)，用于測量所述潤滑油的溫度并且提供代表所述潤滑油的溫度的溫度信號，?電動機(107)，用于驅動所述潤滑泵；以及?電氣設備(108)，用于使所述電動機通電并且控制所述電動機，從而使作用于所述潤滑泵的扭矩低于扭矩極限，其特征在于，所述電氣設備被布置成響應于所述溫度信號的變化而改變所述扭矩極限。

【技術特征摘要】
2011.09.22 EP 11182328.21.一種齒輪單元(100)，包括-第一軸(101)和第二軸(102)，用于連接至外部機械系統；-所述第一軸和第二軸之間的至少一個齒輪級(103)；-潤滑泵(104)，用于使潤滑油循環通過所述齒輪單元的所述至少一個齒輪級和軸承(109)；-溫度傳感器(105)，用于測量所述潤滑油的溫度并且提供代表所述潤滑油的溫度的溫度信號，-電動機(107)，用于驅動所述潤滑泵；以及-電氣設備(108)，用于使所述電動機通電并且控制所述電動機，從而使作用于所述潤滑泵的扭矩低于扭矩極限，其特征在于，所述電氣設備被布置成響應于所述溫度信號的變化而改變所述扭矩極限。2.根據權利要求1所述的齒輪單元，其中，所述電氣設備被布置成控制所述電動機從而使所述潤滑泵的轉速低于速度極限，并且所述電氣設備被布置成響應于所述溫度信號的變化而改變所述速度極限。3.根據權利要求2所述的齒輪單元，其中，所述電氣設備被布置成響應于所述潤滑油的溫度的升高而升高所述速度極限并且降低所述扭矩極限。4.根據權利要求1至3中的任一項所述的齒輪單元，其中，所述潤滑油的溫度的范圍包括多個連續的子范圍，并且所述電氣設備被布置成針對所述子范圍中的每個子范圍使用子范圍特定扭矩極限。5.根據權利要求4所述的齒輪單元，其中，所述連續的子范圍是低于-1(TC、-1(TC......+IO0C >+IO0C ...+401、高于 +4(TC。6.根據權利要求1至5中的任一項所述的齒輪單元，其中，所述電動機是交流電動機，并且所述電氣設備包括被布置成向所述電動機提供電能的變頻器。7.根據權利要求6所述的齒輪單元，其中，所述變頻器被布置成限制所述扭矩從而使所述電動機的電流的振幅低于電流極限，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：卡里·烏西塔洛，尤卡·埃爾弗施特羅姆，
申請(專利權)人：美聞達傳動設備有限公司，
類型：發明
國別省市：