[发明专利]一种基于减速箱的超导直流感应加热电机启动装置

说明书

技术领域

本发明涉及感应加热技术领域，具体是一种基于减速箱的超导直流感应加热电机启动装置。

背景技术

目前，超导直流感应加热成为目前感应加热的重要研究方向。超导直流感应加热的工作原理为，让直流电通过由超导线圈组成的磁体产生强直流磁场并让电机驱动铝锭或者铜锭在该直流磁场中旋转，从而在锭子内形成涡流并进而产生焦耳热加热锭子。在运行过程中，电机输出的机械能通过电磁感应转换成锭子中的电能，进而通过电的热效应转换为热能，随着转动次数的增加，锭子的温度就会持续升高。所以锭子的热能几乎全部都来源于电机输出的机械能；而同时由于采用直流，超导线圈中几乎不存在能量损耗，即便考虑到制冷系统消耗的功率，其相比于加热功率也非常的小，所以整个加热设备的效率主要取决于电机的效率。现有的电机制造技术使得电机的运行效率非常的高，通常都可以达到90％以上，所以，相比于传统交流感应加热技术对铝、铜等低电阻率非铁磁性材料的加热效率来说，超导直流感应加热技术在可以大幅提高加热效率。与此同时，对于一定规格的锭子，其加热深度主要取决于转速，转速越低，加热深度越大。锭子的转速受控于电机，因而可以通过降低电机的转速来提高加热深度。所以，相比于传统交流感应加热器，超导直流感应加热器在加热效率和加热均匀性方面有着非常明显的优势。

但是，超导直流感应加热器在启动过程出现的转矩峰值超出了现有电机的转矩过载能力，从而造成启动障碍，是在超导直流感应加热器这种新设备的研发过程中遇到的一个新问题，当前尚未有对此进行研究的报道和成果。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于减速箱的超导直流感应加热电机启动装置：

基于减速箱的超导直流感应加热电机启动装置，包括：主电机系统和辅助启动系统，所述主电机系统和辅助启动系统分别与负载锭子相连接；所述辅助启动系统包括如下模块：减速箱启动模块、飞轮储能模块、褪磁启动模块；其中减速箱启动模块，包括：减速箱离合器、减速箱以及辅助电机，所述负载锭子通过减速箱离合器与减速箱相连接，所述减速箱与辅助电机相连接；所述负载锭子与减速箱离合器之间可脱离；所述飞轮储能模块和褪磁启动模块分别与负载锭子相连接。

更进一步的，所述飞轮储能模块包括：飞轮离合器、飞轮以及飞轮驱动电机，所述负载锭子通过飞轮离合器与飞轮相连接，所述飞轮与飞轮驱动电机相连接；所述负载锭子与飞轮离合器之间可脱离。

本发明成功解决了现有超导直流感应加热器在启动过程出现的转矩峰值超出了现有电机的转矩过载能力、从而造成启动障碍的问题，充分发挥了主电机系统的性能，大大降低了工业级超导直流感应加热器驱动系统的制造成本，又解决了在启动过程中出现转矩峰值所导致的主电机系统输出转矩不足的问题，降低了设备的制造成本，对该装置的商业潜力和市场竞争力带来了积极的作用。

附图说明

图1是本发明的原理结构图；

图2为负载功率和转矩随转速的变化关系图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种基于减速箱的超导直流感应加热电机启动装置，包括：主电机系统和辅助启动系统，所述主电机系统和辅助启动系统分别与负载锭子相连接。

所述辅助启动系统包括减速箱启动模块，所述减速箱启动模块与负载锭子相连接。

所述减速箱启动模块包括：减速箱离合器、减速箱以及辅助电机，所述负载锭子通过减速箱离合器与减速箱相连接，所述减速箱与辅助电机相连接；所述负载锭子与减速箱离合器之间可脱离。

本实施例提供的基于减速箱的超导直流感应加热电机启动装置，其启动方法为：主电机系统的输出功率和转矩参数按照额定工况设计，同时，利用辅助电机和减速箱进行低功率高转矩输出；在每一个工作周期的启动阶段，将减速箱启动模块和主电机系统配合使用，使主电机系统越过负载转矩峰值点，实现对负载锭子的旋转启动；当负载锭子加速到主电机系统的输出转矩能够满足负载要求时，转为由主电机系统驱动负载锭子旋转。

本实施例具体为：