整装式自保护增速水轮发电机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种整装式自保护增速水轮发电机组，包括引水流道、发电机和水轮机，其中，在发电机与水轮机之间还连接有增速器和可调节离合器，所述发电机、增速器和可调节离合器放置于机壳内，机壳与引水流道之间利用支撑架一体连接；增速器与水轮机通过主轴连接，且所述增速器与可调节离合器通过连接轴连接，发电机与可调节离合器通过转轴连接，水轮机通过连接增速器的主轴与机壳相连，主轴作为增速器的输入轴，连接轴作为可调节离合器的输入轴。本实用新型专利技术能够实现发电机和水轮机之间的一体连接，同时避免发电机飞逸现象，通过本实用新型专利技术提供一种体积小、节省材料、发电效率高的整装式自保护增速水轮发电机组。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水力发电机组，尤指一种引水流道、水轮机和发电机整装结构的低水头水力发电装置，属于水力发电

技术介绍
现有技术中的水力发电站，大都采用积蓄水头的方式发电，一般需要建立拦河坝， 利用大坝积蓄水位落差驱动发电站的水轮机叶片转动，带动发电机产生电能。这种水电站比较适合于泥沙少、泄水量大的河流，耗资大，且受地形限制，只能修建在落差极大的山区， 投资大，修建周期长。为了充分利用各种水力资源，如潮汐、落差很低的平原河流甚至波浪等，低水头水力发电机组迅速发展。现有的低水头水力发电机组通常采用水轮机、发电机分置结构，其中，水轮机与发电机一般通过轴或法兰盘连接，不但安装工艺复杂，对防渗漏的要求较高，而且，由于连接部件和连接结构复杂，当出现设备故障时，增加了维修的难度。此外，现有的水力发电机组通常采用低转速发电机，导致发电机的尺寸很大，费材费料，重量重，效率低。水力发电机在运行中，如果机组故障等突然甩去负荷，发电机输出功率为零，此时如水轮机调速机构失灵或其他原因使导水机构不能关闭，则水轮机转速迅速升高，如果此时水轮机产生的动力继续传送给发电机，则会造成发电机转子、水轮机、主轴等机组转动部件损坏，并且使机组轴承烧坏，即“飞逸”现象。现有的水力发电机组通常是通过快速关闭导水机构或水阀，及时切断水流，防止“飞逸”的发生，但是导水机构或水阀的结构复杂，制造和安装困难。因此，需要一种新的整装式自保护增速水轮发电机组以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种整装式自保护增速水轮发电机组，能够实现发电机和水轮机之间的一体连接，同时避免发电机飞逸现象。本技术的又一目的在于，提供一种体积小、节省材料、发电效率高的整装式自保护增速水轮发电机组。为达到上述目的，本技术采用以下技术手段根据本技术，提供一种整装式自保护增速水轮发电机组，包括引水流道、发电机和水轮机，在发电机与水轮机之间还连接有增速器和可调节离合器，所述发电机、增速器和可调节离合器放置于机壳内，机壳与引水流道之间利用支撑架一体连接；增速器与水轮机通过主轴连接，且所述增速器与可调节离合器通过连接轴连接， 发电机与可调节离合器通过转轴连接，水轮机通过连接增速器的主轴与机壳相连，主轴作为增速器的输入轴，连接轴作为可调节离合器的输入轴。优选地，所述整装式自保护增速水轮发电机组还包括用于控制可调节离合器工作的控制器，所述控制器分别连接发电机和可调节离合器。优选地，所述整装式自保护增速水轮发电机组还包括用于控制可调节离合器工作的控制器，所述控制器设置于可调节离合器上。优选地，所述可调节离合器为液力层流式耦合离合器。优选地，所述液力层流式耦合离合器包括主动液力盘片单元和从动液力盘片单元，所述主动液力盘片单元通过转轴与增速器连接，所述从动液力盘片单元通过连接轴与发电机转子连接。优选地，所述主动液力盘片单元和从动液力盘片单元之间设有间隙，所述间隙中充有传动液。优选地，通过控制器控制所述主动液力盘片单元和从动液力盘片单元之间直接接触或保持间隙。优选地，所述增速器为同轴行星齿轮变速器。优选地，所述支撑架的截面呈流线型。优选地，所述支撑架由金属材料制成。本技术的有益效果在于1、本技术采用水轮机转轮与发电机转子两段式同轴结构，来自转轮的原动力通过可调节离合器结合到增速器，增速器将转速提高到发电机额定转速3000rpm，提高发电机转子的转速，从而提高了发电机的工作效率，在同等励磁容量的要求下，可以减小发电机的体积和尺寸，进而减低设备造价，节约成本，同时，由于减少了发电机的体积，也相应的增加了水流通道的宽度，有利于流道内流场分布。2、本技术通过控制器控制可调节离合器调节发电机的输出功率，并在发电机突然失去负载时分离转轮与发电机转子之间的动力传递，防止发电机飞逸，可调节离合器不但可以实现发电机和水轮机之间的一体连接，取消了导水机构，精简了结构，减少故障的发生。附图说明图1为本技术整装式自保护增速水轮发电机组整体结构示意图。图2为本技术整装式自保护增速水轮发电机组各部件具体连接关系示意图。图3为本技术的整装式自保护增速水轮发电机组的可调节离合器13的结构示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术的
技术实现思路
作进一步的描述。图1和图2分别为本技术整装式自保护增速水轮发电机组整体结构示意图和本技术整装式自保护增速水轮发电机组各部件具体连接关系示意图。参见图1和图2 所示，整装式自保护增速水轮发电机组10包括发电机11、增速器12、可调节离合器13、水轮机14和控制器15，其中增速器12与水轮机14通过主轴16连接，且所述增速器12与可调节离合器13通过连接轴17连接，发电机11与可调节离合器13通过转轴18连接，控制器 15分别连接发电机11和可调节离合器13，所述控制器15可设置于可调节离合器上。发电机11、增速器12、可调节离合器13放置于机壳19内，水轮机14通过连接增速器12的主轴 16与机壳19相连。本技术发电机11采用现有的发电机，优选为异步发电机，其磁极优选为一对，额定转速为3000rpm。机壳19置于引水流道20内，支撑架21将机壳固定于引水流道20中间，使周边流道对称均勻，水流可以均勻通过机壳19周边的引水流道，保证水流产生的动力能够均勻传递到水轮机14上。支撑架21采用金属材料制成，优选的，采用钢铁材料，支撑架21的截面呈流线型，以利于水流畅通。机壳19采用金属材料，优选的采用钢铁材料。水轮机14包括转轮141，水流充满整个引水流道，转轮141受到水流的作用，水流推动转轮141旋转，从而将水流的动能转化为机械能传递给发电机。水流流经水轮机14后， 进入直锥形尾水管22，用于回收转轮14出口处水流的动能，把水流排向下游，当转轮14的安装位置高于下游水位时，将此位能能够转化为压力能予以回收。以下以图2进一步说明，本技术整装式自保护增速水轮发电机组各部件具体连接关系示意图。增速器12用于增加发电机转子转速，进而提高发电机效率，优选的选用同轴行星齿轮增速器，增速器12包括一个太阳齿轮121、多个行星齿轮122，以及一个内齿轮123。多个行星齿轮122分别与太阳齿轮121啮合，内齿轮123与所述行星轮122啮合。多个行星齿轮122可均勻分布于太阳齿轮的周围，为了使齿廓间反作用力的径向分力互相平衡，优选用三个行星齿轮122。行星齿轮122是主动轮，通过行星轮架IM连接主轴16的动力输入，通过啮合太阳齿轮121与连接轴17连接，另一端作为增速器12的输入端。增速器12 通过连接转轴18与发电机11相连。由此，增速器12的输入端连接轴16与输出端转轴17 在一条直线上，实现了同轴增速。本技术发电机11的额定转速为3000rpm，相应的，为实现发电机11的额定转速，增速器12的齿轮传动比需根据转轮141的额定工作转速范围设计，一般在10 50变比范围。图3示出根据本技术的整装式自保护增速水轮发电机组的可调节离合器13 的结构示意图。可调节离合器13通过转轴17与增速器的太阳齿轮连接，另一端通过连接轴18与发电机11连接。可调节离合器13优选地为液力层流式耦合离合器13，该液力层流式耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种整装式自保护增速水轮发电机组，包括引水流道（２０）、发电机（１１）和水轮机（１４），其特征在于，在发电机（１１）与水轮机（１４）之间还连接有增速器（１２）和可调节离合器（１３），所述发电机（１１）、增速器（１２）和可调节离合器（１３）放置于机壳（１９）内，机壳（１９）与引水流道（２０）之间利用支撑架（２１）一体连接；增速器（１２）与水轮机（１４）通过主轴（１６）连接，且所述增速器（１２）与可调节离合器（１３）通过连接轴（１７）连接，发电机（１１）与可调节离合器（１３）通过转轴（１８）连接，水轮机（１４）通过连接增速器（１２）的主轴（１６）与机壳（１９）相连，主轴（１６）作为增速器的输入轴，连接轴（１７）作为可调节离合器的输入轴。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江卫，
申请(专利权)人：北京天成山泉电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11