基于不同需求的阀控充液式液力偶合器

　　液力偶合器在运转时总会存在输入与输出转速差,也就是所谓的滑差,滑差在偶合器中产生热量,这些热量需要散发出去。当前存在两种完全不同的液力偶合器,恒充式液力偶合器和阀控充液式液力偶合器。其散热方式完全不同:恒充式液力偶合器只利用其表面散热,而阀控充液式液力偶合器使用外部冷却器来克服由于带动大转动惯量或功率消耗非常高的重载机械而产生的热量,并可提供更好的可控性从而能够实现更缓慢、更平稳的起动,它可以更好地适应工作机的要求。下面详细介绍福伊特公司的阀控充液式液力偶合器及其控制方法。

　　1 阀控充液式液力偶合器

　　1.1 工作原理

　　以TPKL型阀控充液式液力偶合器为例(如图1所示),工作原理简述如下:一定数量的热的工作液通过节流孔(12)从工作腔(13)注入与电动机同速旋转的偶合器外壳(11),然后进入随电动机旋转方向的液体收集环,最后工作液可以通过排液泵(10),将工作液排出偶合器外壳。产生的压力完全能够驱动工作液通过冷却器(8)直接回流到工作回路中,而不需额外的动力。

　　1.2 闭路循环系统的主要优点

　　1)在偶合器工作腔空腔时,电动机起动。因而电动机是无负载起动,只需对其自身和质量小的泵轮加速。

　　2)多电动机起动时,各电动机可顺序起动且无任何时间限制,在电网不稳定时能够保护电网安全。

　　3)通过给偶合器工作腔充液起动工作机时,电动机可以在电动机曲线中稳定的低电流区域工作,远达不到最大峰值力矩。

　　4)液体动力学原理提供了力矩限制,能够将最大传递的力矩保持在电动机峰值力矩以下,保护电动机,避免堵转情况发生。这对于那些容易发生堵转的工业应用(例如:破碎机可能因破碎物过大而突然发生阻塞)来说非常重要。另外,力矩不至于太高可保护减速器以及工作机。

　　5)通过选择合适的冷却器(福伊特公司根据项目相关数据进行选择),各类工作机能够满足工作要求而没有热容量限制。

　　6)在额定工作状态下,无需对偶合器进行主动控制,它就可提供自动功率平衡。所有偶合器传递给工作机的功率是相同的。

　　1.3 控制逻辑

　　如图1所示,为了阀控充液式液力偶合器充分发挥其功能,需要安装控制器,为了更好控制液力偶合器,还需要对以下参数进行监测:工作液温度;充液泵;充液阀和排液阀;根据不同型号的偶合器,监测压力或流速以便监测轴承润滑情况和过滤器的压差;多数情况下还需要监测输出转速。

　　不同应用过程下控制方法也不同。起动和额定工作状态下最基本的控制参数为传递的力矩。力矩值可以直接通过电动机电流或更准确地通过电动机的单相功率消耗进行监测。