）繪出作為作業(yè)機(jī)械1的栗、原動機(jī)4和差速驅(qū)動器5的功率和轉(zhuǎn)速值。原 動機(jī)4與電網(wǎng)12連接并且由此其轉(zhuǎn)速（"馬達(dá)轉(zhuǎn)速"）是恒定的，在所示實施例中，對于四 極交流電機(jī)在50Hz的電網(wǎng)中約為15001/min。驅(qū)動軸2的工作轉(zhuǎn)速范圍為68%至100%， 其中100%為所選擇的額定或最大值。根據(jù)差速系統(tǒng)的傳動比，差速驅(qū)動器5的轉(zhuǎn)速（"伺 服轉(zhuǎn)速"）為-20001/min至15001/min。這意味著，差速驅(qū)動器5以發(fā)電機(jī)（-)和電動機(jī) (+)的方式運行。由于差速驅(qū)動器5要求的最大功率在發(fā)電機(jī)式㈠ 的范圍內(nèi)（約IlOkW) 小于在電動機(jī)式（+)的范圍內(nèi)的功率（約160kW)，差速驅(qū)動器5可以在發(fā)電機(jī)式（-)的范 圍內(nèi)在所謂的弱磁（F'e丨dschw^che )范圍內(nèi)運行，由此對于差速驅(qū)動器5可以實現(xiàn)較 高的轉(zhuǎn)速，但同時扭矩降低。由此能夠以簡單的方式擴(kuò)展作業(yè)機(jī)械1的轉(zhuǎn)速范圍。
[0059] 另一個擴(kuò)展作業(yè)機(jī)械1的轉(zhuǎn)速范圍的可能性在于變頻器6運行的所謂87Hz特征 曲線。這個原理這里是這樣的：電機(jī)通常按星形（400V)或三角（230V)接線工作。如果電 機(jī)如通常那樣以星形接線的400V工作，則在50Hz實現(xiàn)額定值。這個特征曲線設(shè)置在變頻 器中。但也可以使電機(jī)按三角形電路以400V工作并這樣設(shè)置變頻器的參數(shù)，使得變頻器在 230V達(dá)到50Hz。由此變頻器在87Hz( V 3x50Hz)才達(dá)到其額定電源（400V)。由于馬達(dá)扭 矩直到額定值都是恒定的，利用87Hz特征曲線達(dá)到較高的功率。但這里要注意的是，相對 于星形接線，在三角形電路中得到V 3倍的較高電流。就是說變頻器的尺寸必須設(shè)計得較 大。此外，在電機(jī)中還由于較高的頻率發(fā)生較高的損失，對于這種損失必須在熱能方面對電 機(jī)進(jìn)行設(shè)計。但最終利用87Hz特征曲線得到相應(yīng)（3倍）較高的轉(zhuǎn)速范圍，同時與弱磁不 同，扭矩沒有降低。
[0060] 圖4中的點"T"標(biāo)記驅(qū)動軸2的所謂"基本轉(zhuǎn)速"，在這個轉(zhuǎn)速下，差速驅(qū)動器5的 轉(zhuǎn)速等于零。在理想情況下，將這個點"T"置于工作范圍中，設(shè)備能在大部分時間在工作 區(qū)域中運行。在這個運行點，馬達(dá)制動器13被激活，由此差速驅(qū)動器5不必工作并且由此 接下來避免了連續(xù)的損失和磨損。在特征曲線族的電動機(jī)式（+)的范圍內(nèi)，驅(qū)動件并行地 由原動機(jī)4和差速驅(qū)動器5驅(qū)動。這兩個功率的和是用于驅(qū)動軸2的驅(qū)動功率（"系統(tǒng)功 率"）減去所出現(xiàn)的系統(tǒng)損失。在發(fā)電機(jī)式（-)的范圍內(nèi)，原動機(jī)4必須補(bǔ)償差速驅(qū)動器5 的功率（"伺服功率"，由此系統(tǒng)總功率（"系統(tǒng)功率"）等于原動機(jī)4的驅(qū)動功率（"馬達(dá) 功率"）減去差速驅(qū)動器5的功率。就是說，電動機(jī)式（+)的范圍在效率上更好。這特別好 地與在設(shè)備的持續(xù)運行中載荷分布的舉例示出的概率分布（"概率"）相符合，它顯示，運行 時長的大部分處于電動機(jī)式（+)的范圍內(nèi)。但在工作條件下也會要求在較小的栗轉(zhuǎn)速下運 行，此時這里隨著栗轉(zhuǎn)速的降低，按比例的停留時長顯著降低。
[0061] 原則上可以確認(rèn)，栗轉(zhuǎn)速（"栗轉(zhuǎn)速"）越靠近基本轉(zhuǎn)速"T"，通過差速驅(qū)動器5的 功率流越小，因此系統(tǒng)總效率也非常高。由于隨著栗轉(zhuǎn)速增加，要求的驅(qū)動功率也提高，但 相對于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動裝置通過原動機(jī)4和差速驅(qū)動器5的并行驅(qū)動可以將原動機(jī)4 的尺寸減小差速驅(qū)動器5的尺寸。
[0062] 如前面已經(jīng)說明那樣，根據(jù)德國實用新型DE 20 2012 101 708 U借助于差速鎖將 差速驅(qū)動器的傳動比固定為1。由此可以利用差速驅(qū)動器5將整個動力系統(tǒng)加速到原動機(jī) 4的同步轉(zhuǎn)速，然后將原動機(jī)與電網(wǎng)同步。接下來，可以有選擇地關(guān)閉差速驅(qū)動器5,并且只 有原動機(jī)4以同步轉(zhuǎn)速驅(qū)動作業(yè)機(jī)械1。附加地差速驅(qū)動器5可以與原動機(jī)4并行地驅(qū)動 作業(yè)機(jī)械1，由此能實現(xiàn)較高的動力系統(tǒng)總功率。因此，利用差速鎖和馬達(dá)制動器13可以實 現(xiàn)動力系統(tǒng)的兩個固定的工作點。在一個特別經(jīng)濟(jì)的實施形式中，差速驅(qū)動器設(shè)計成功率 較低的，使得由此只有原動機(jī)4與電網(wǎng)12或差速鎖同步。但這備選地也可以通過可選的對 差速器3的從動件或第一驅(qū)動件的驅(qū)動來實現(xiàn)。
[0063] 如果原動機(jī)4應(yīng)盡量無沖擊地與電網(wǎng)同步，則原動機(jī)4可以利用較小的變頻器同 步到電網(wǎng)上。接下來，第二驅(qū)動件通過同步制動器14制動到零轉(zhuǎn)速，并且作業(yè)機(jī)械由此轉(zhuǎn) 速升高。由于在這個簡單的實施形式中沒有設(shè)置差速驅(qū)動器5,但由此可以僅實現(xiàn)一個固定 的工作轉(zhuǎn)速。
[0064] 圖5示出差速系統(tǒng)的另一個根據(jù)本發(fā)明的具有簡化的差速驅(qū)動器的實施形式。在 該實施方案中，電網(wǎng)側(cè)的逆變器6b通過簡單的整流器19替代。所述整流器具有多數(shù)情況 下比逆變器6b高的效率并且還明顯更為堅固和經(jīng)濟(jì)。由于使用整流器19導(dǎo)致的唯一的限 制是，差速驅(qū)動器5不在能電動機(jī)式（+)地運行。
[0065] 如果在相反的情況下差速系統(tǒng)僅發(fā)電機(jī)式（_)地運行，在包含電網(wǎng)側(cè)的逆變器6b 的情況下，馬達(dá)側(cè)的逆變器6a通過整流器19替代。
[0066] 圖6示出在驅(qū)動軸2的工作轉(zhuǎn)速范圍與圖4中相同時（68% -100% )由圖5得到 的轉(zhuǎn)速和功率參數(shù)。由于差速驅(qū)動器5僅在電動機(jī)式（+)的范圍內(nèi)運行，通過差速驅(qū)動器5 的最大功率流明顯大于前面所示的實施例。在額定點達(dá)到差速驅(qū)動器5的所需功率（"伺 服功率"），約為500kW，該功率是總驅(qū)動功率（"系統(tǒng)功率"）的50%。結(jié)果是，變頻器6a、 19尺寸相應(yīng)地必須設(shè)計得較大。這個變型的優(yōu)點是，差速器3的傳動比可能明顯小于根據(jù) 圖3的變型方案，并且因此在系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明起動時這里差速驅(qū)動器5可實現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)速 較小。
[0067] 圖7示出差速系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的另一個具有傳動擋位級的實施形式。在所示實 施例中，前置傳動級16擴(kuò)展了另一個具有與前置傳動級16不同的傳動比的前置傳動級20。 通過換擋裝置21可以在兩個前置傳動級之間選擇并由此得到調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置16、20、21，所 述調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)驅(qū)動軸2的兩個轉(zhuǎn)速范圍。備選地也可以實現(xiàn)多個擋位級。
[0068] 圖8示出由圖7得到的轉(zhuǎn)速和功率參數(shù)。原則上該附圖包括兩特征曲線族，每個 特征曲線族都與圖6中的情況類似，但具有相應(yīng)較小的作業(yè)機(jī)械1的工作轉(zhuǎn)速范圍。通過 兩級的調(diào)節(jié)傳動裝置16、20、21，所述特征曲線族相互錯開，由此，在栗的總的工作轉(zhuǎn)速范圍 相同時（"栗轉(zhuǎn)速"，68% -100% )，對于差速驅(qū)動器5需要與圖6相比較小的結(jié)構(gòu)尺寸。此 外，在具有較小系統(tǒng)功率的特征曲線族中，可以使差速驅(qū)動器5在弱磁范圍內(nèi)運行，因為這 里差速系統(tǒng)必要的扭矩原則上小于其額定扭矩。因此，在具有較小系統(tǒng)功率的特征曲線族 中工作轉(zhuǎn)速范圍大于第二特征曲線族的工作轉(zhuǎn)速范圍。這兩個特征曲線族優(yōu)選在滯后區(qū)域 "H"中相互重疊，以便避免在各特征曲線族之間頻繁地切換。但滯后區(qū)域"H"用于在功率上 更小的差速系統(tǒng)的負(fù)載，并且當(dāng)不需要兩個特征曲線族重疊時，滯后區(qū)域可以更小或者甚 至取消。
[0069] 圖9示出差速系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的另一個具有較小的轉(zhuǎn)速范圍的實施形式。原則 上，動力系統(tǒng)與已經(jīng)在圖5中示出的動力系統(tǒng)構(gòu)造成相同的。在作業(yè)機(jī)械1(例如栗、壓縮 機(jī)或通風(fēng)機(jī)）的引導(dǎo)系統(tǒng)29中根據(jù)該實施形式集成節(jié)流閥22。由此作業(yè)機(jī)械1輸送的流 量受到節(jié)流，而不必為此降低作業(yè)機(jī)械1的轉(zhuǎn)速。節(jié)流閥22通常在轉(zhuǎn)速不可變的驅(qū)動裝置 中使用，以便調(diào)節(jié)/控制所輸送的流量。節(jié)流閥22可以具有不同的實施形式，其中簡單的 活門構(gòu)成常見的實施方案。
[0070] 原則上對于根據(jù)圖9的變型方案也可以附加地使用調(diào)整傳動裝置10。此外也可以 在第二驅(qū)動件或太陽輪9和差速驅(qū)動器5之間設(shè)置離合器15和同步制動器14。此外，前置 傳動級16也不是強(qiáng)制性必需的。
[0071] 為了將差速器5或變頻器6a、19的尺寸設(shè)計得盡可能小，替代整流器19也可以使 用電網(wǎng)逆變器6b，并且由此系統(tǒng)可以電動機(jī)式（+)和發(fā)電機(jī)式（_)地運行，由此大大減小了 差速驅(qū)動器5的尺寸。由此基本轉(zhuǎn)速（"T"）朝工作轉(zhuǎn)速范圍的中心移動，在所述工作轉(zhuǎn)速 范圍內(nèi)差速驅(qū)動器5被制動，并且由此差速系統(tǒng)可以特別高效地運行。小的或運行所需的 輸送量變化（如例如在栗中）這里可以利用節(jié)流閥22補(bǔ)償/調(diào)節(jié)。
[0072] 如已經(jīng)針對圖4說明的那樣，一個用于擴(kuò)展作業(yè)機(jī)械1的工作轉(zhuǎn)速范圍的可能性 提供了用于差速驅(qū)動器5和變頻器6a、6b或19的弱磁區(qū)域或所謂的87Hz特征曲線。
[0073] 圖10示出由圖9得到的轉(zhuǎn)速和功率參數(shù)。因此差速系統(tǒng)所選的運行區(qū)域向具有 高運行概率分布（"概率"）的區(qū)域移動。一旦差速驅(qū)動器5在栗轉(zhuǎn)速降低時達(dá)到基本轉(zhuǎn) 速（點"T"），則差速驅(qū)動器優(yōu)選受到制動或停止。在運行技術(shù)上必要的小輸送量通過激活 (調(diào)節(jié)/控制）節(jié)流閥22來實現(xiàn)。這里差速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速基本上保持恒定。
[0074] 圖11示出由圖9(其中可取消節(jié)流閥22)得到的所謂栗輪機(jī)的可能的轉(zhuǎn)速和功率 參數(shù)。在這個應(yīng)用場合中，系統(tǒng)優(yōu)選在基本轉(zhuǎn)速（點"T"）上方電動機(jī)式（+)地運行，而在 基本轉(zhuǎn)速下方發(fā)電機(jī)式（_)地運行。這里在發(fā)電機(jī)式運行中，原動機(jī)4作為連接在電網(wǎng)12 上的發(fā)電機(jī)工作。通過功率流反轉(zhuǎn)，差速驅(qū)動器（5)在工作機(jī)械轉(zhuǎn)速下在基本轉(zhuǎn)速以下保 持為電動機(jī)式（+)的。由此得到一種在電上簡單的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以在沒有電網(wǎng)側(cè)的逆 變器的情況下實現(xiàn)。但由于在低于基本轉(zhuǎn)速時來自發(fā)電機(jī)（4)和差速驅(qū)動器（5)的功率流 是反向的，并且由此系統(tǒng)效率比純電動機(jī)運行中差，因此只要在運行技術(shù)上可能，在這個運 行模式中整體或部分地以固定的轉(zhuǎn)速，即優(yōu)選在差速驅(qū)動器5停止時工作。在理想情況下， 此