本發(fā)明涉及一種機械保護(hù)裝置，尤其是一種發(fā)電機組力矩限制器。

背景技術(shù)：

力矩限制器作為一種機械保護(hù)裝置，針對半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機存在突然短路的故障工況，由于永磁電機轉(zhuǎn)子磁場恒定，在額定運行時，倘若發(fā)電機發(fā)生短路，風(fēng)力發(fā)電機機組將會出現(xiàn)瞬間大轉(zhuǎn)矩沖擊，如果沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，將會給機組帶來不可修復(fù)性損傷，尤其是對齒輪箱的破壞力更甚。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種能夠集成到發(fā)電機內(nèi)部進(jìn)行保護(hù)機組的力矩限制器，本發(fā)明通過打滑的方式釋放短路時產(chǎn)生的沖擊力矩，使得電機轉(zhuǎn)軸進(jìn)行打滑空轉(zhuǎn)，從而保護(hù)整個機組。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種力矩限制器，用于安裝在電機轉(zhuǎn)軸上對機組力矩的限制，包括脹緊套(4)、第一摩擦環(huán)(61)、第二摩擦環(huán)(62)、法蘭盤(7)、脹緊壓環(huán)(8)、脹緊套預(yù)緊螺栓(9)，其中：

所述脹緊套(4)沿徑向的外表面沿軸向的切面為階梯型，共三個階梯，沿軸向由外到內(nèi)依次分為第一階梯(401)、第二階梯(402)和第三階梯(403)。

所述法蘭盤(7)沿徑向設(shè)置于脹緊套(4)外側(cè)，所述法蘭盤(7)徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置有法蘭凸環(huán)(71)，且所述法蘭凸環(huán)(71)位于法蘭盤(7)徑向內(nèi)表面中部，將法蘭盤(7)沿軸向由外到內(nèi)依次分為第一摩擦環(huán)摩擦區(qū)和第二摩擦環(huán)摩擦區(qū)。

所述脹緊壓環(huán)(8)沿徑向套設(shè)于脹緊套(4)的外表面，且所述脹緊壓環(huán)(8)與脹緊套(4)之間通過第二鍵連接，同時所述脹緊壓環(huán)(8)通過脹緊套預(yù)緊螺栓(9)固定在第二階梯(402)上，同時所述脹緊壓環(huán)(8)沿徑向的外表面設(shè)置有脹緊環(huán)凸環(huán)(81)。

所述第一摩擦環(huán)(61)沿徑向的內(nèi)表面設(shè)置有第一內(nèi)凸環(huán)(612)，所述第一摩擦環(huán)(61)沿徑向套設(shè)在脹緊壓環(huán)(8)外表面，且所述第一內(nèi)凸環(huán)(612)沿軸向設(shè)置于脹緊環(huán)凸環(huán)(81)內(nèi)側(cè)，同時所述第一內(nèi)凸環(huán)(612)與脹緊壓環(huán)(8)之間通過第三鍵連接，或者所述第一摩擦環(huán)(61)與脹緊壓環(huán)(8)之間通過第三鍵連接。所述第一摩擦環(huán)(61)位于第一摩擦環(huán)摩擦區(qū)內(nèi)。所述第一摩擦環(huán)(61)沿徑向的外側(cè)設(shè)置有摩擦片一(613)，所述摩擦片一(613)沿徑向位于法蘭盤(7)內(nèi)側(cè)，所述第一摩擦環(huán)(61)沿軸向的內(nèi)側(cè)設(shè)置有摩擦片二(614)，且所述摩擦片二(614)沿軸向位于法蘭凸環(huán)(71)外側(cè)一面，所述摩擦片二(614)沿徑向位于法蘭盤(7)與脹緊壓環(huán)(8)之間。

所述第二摩擦環(huán)(62)沿徑向的內(nèi)表面設(shè)置有第二內(nèi)凸環(huán)(622)，所述第二摩擦環(huán)(62)沿徑向套設(shè)在脹緊套(4)的外側(cè)，且所述第二內(nèi)凸環(huán)(622)與第二階梯(402)之間通過第四鍵連接，或者所述第二摩擦環(huán)(62)與第二階梯(402)之間通過第四鍵連接，同時所述第三階梯(403)沿軸向位于第二內(nèi)凸環(huán)(622)的內(nèi)側(cè)。所述第二摩擦環(huán)(62)位于第二摩擦環(huán)摩擦區(qū)內(nèi)。所述第二摩擦環(huán)(62)沿徑向的外側(cè)設(shè)置有摩擦片三(623)，所述摩擦片三(623)沿徑向位于法蘭盤(7)內(nèi)側(cè)。所述第二摩擦環(huán)(62)沿軸向的外側(cè)設(shè)置有摩擦片四(624)，所述摩擦片四(624)沿軸向位于法蘭凸環(huán)(71)內(nèi)側(cè)，所述摩擦片三(623)沿徑向位于法蘭盤(7)與脹緊套(4)之間。

進(jìn)一步地：所述脹緊套(4)沿徑向的內(nèi)表面用于安裝在電機轉(zhuǎn)軸上，且所述脹緊套(4)與電機轉(zhuǎn)軸之間過盈配合，同時所述脹緊套(4)沿徑向的內(nèi)表面與電機轉(zhuǎn)軸之間通過第一鍵連接。

進(jìn)一步地：所述第一摩擦環(huán)(61)沿徑向的外表面設(shè)置有第一外凸環(huán)(611)，且所述摩擦片一(613)沿軸向位于第一外凸環(huán)(611)與法蘭凸環(huán)(71)之間。

進(jìn)一步地：所述第一外凸環(huán)(611)與法蘭盤(7)之間通過第一密封圈(51)進(jìn)行密封。

進(jìn)一步地：所述第二摩擦環(huán)(62)沿徑向的外表面設(shè)置有第二外凸環(huán)(621)，所述摩擦片三(623)沿軸向位于第二外凸環(huán)(621)與脹緊環(huán)凸環(huán)(81)之間。

進(jìn)一步地：所述第二外凸環(huán)(621)與法蘭盤(7)之間通過第二密封圈(52)進(jìn)行密封。

優(yōu)選的：所述脹緊壓環(huán)(8)的徑向尺寸沿軸向由外到內(nèi)逐漸減小。

優(yōu)選的：所述第三階梯(403)與第二內(nèi)凸環(huán)(622)之間通過第二楔形結(jié)構(gòu)連接。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

通過設(shè)定力矩限制器的限制力矩閾值，在發(fā)生突然短路時，如果突然短路時機組力矩超過了力矩限制器的力矩閾值，力矩限制器通過打滑的方式釋放短路時產(chǎn)生的沖擊力矩，使得電機轉(zhuǎn)軸進(jìn)行打滑空轉(zhuǎn)，從而達(dá)到保護(hù)整個機組的效果。且該力矩限制器可集成到電機內(nèi)部，有效提高機組的集成度，降低機組建設(shè)成本。

附圖說明

圖1為本實施例的力矩限制器安裝在發(fā)電機組上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實施例的力矩限制器的正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中的a-a向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為轉(zhuǎn)子支架，111為第一鍵，112為第二鍵，113為第三鍵，114為第四鍵，3為電機轉(zhuǎn)軸，4為脹緊套，401為第一階梯，402為第二階梯，403為第三階梯，51為，52為，53為0形密封圈，61為第一摩擦環(huán)，611為第一外凸環(huán)，612為第一內(nèi)凸環(huán)，613為摩擦片一，614為摩擦片二，62為第一摩擦環(huán)，621為第二外凸環(huán)，622為第二內(nèi)凸環(huán)，623為摩擦片三，624為摩擦片四，7為法蘭盤，71為法蘭凸環(huán)，8為脹緊壓環(huán)，81為脹緊環(huán)凸環(huán)，9為脹緊套預(yù)緊螺栓。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

一種力矩限制器，用于安裝在電機轉(zhuǎn)軸上對機組力矩的限制，如圖2和3所示，包括脹緊套4、第一摩擦環(huán)61、第二摩擦環(huán)62、法蘭盤7、脹緊壓環(huán)8、脹緊套預(yù)緊螺栓9，其中：

所述脹緊套4沿徑向的內(nèi)表面用于安裝在電機轉(zhuǎn)軸3上，且所述脹緊套4與電機轉(zhuǎn)軸之間過盈配合，同時所述脹緊套4沿徑向的內(nèi)表面與電機轉(zhuǎn)軸之間通過兩根第一鍵111連接，使得電機轉(zhuǎn)軸與脹緊套4沿周向保持相對靜止。為便于說明，對方位進(jìn)行如下說明，沿徑向上，電機轉(zhuǎn)軸3在內(nèi)側(cè)，法蘭盤7在外側(cè)。沿軸向上，第二摩擦環(huán)62位于內(nèi)側(cè)，第一摩擦環(huán)61位于外側(cè)，其他部件按此方位進(jìn)行描述。所述脹緊套4沿徑向的外表面沿軸向的切面為階梯型，共三個階梯，沿軸向由外到內(nèi)依次分為第一階梯401、第二階梯402和第三階梯403。

所述法蘭盤7沿徑向設(shè)置于脹緊套4外側(cè)，所述法蘭盤7徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置有法蘭凸環(huán)71，且所述法蘭凸環(huán)71位于法蘭盤7徑向內(nèi)表面中部，將法蘭盤7沿軸向由外到內(nèi)依次分為第一摩擦環(huán)摩擦區(qū)和第二摩擦環(huán)摩擦區(qū)。

所述脹緊壓環(huán)8沿徑向套設(shè)于脹緊套4的外表面，且所述脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間通過第二鍵112連接，使得脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間沿周向保持相對靜止，所述脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間設(shè)置有0形密封圈53，且所述0形密封圈53位于第二鍵112外側(cè)。同時所述脹緊壓環(huán)8通過脹緊套預(yù)緊螺栓9固定在第二階梯402上，所述脹緊壓環(huán)8沿徑向的外表面設(shè)置有脹緊環(huán)凸環(huán)81。所述脹緊壓環(huán)8的徑向尺寸沿軸向由外到內(nèi)逐漸減小。

所述第一摩擦環(huán)61為z形結(jié)構(gòu)，其中所述第一摩擦環(huán)61沿徑向的外表面設(shè)置有第一外凸環(huán)611，而第一摩擦環(huán)61沿徑向的內(nèi)表面設(shè)置有第一內(nèi)凸環(huán)612，所述第一摩擦環(huán)61沿徑向套設(shè)在脹緊壓環(huán)8外表面，且所述第一內(nèi)凸環(huán)612沿軸向設(shè)置于脹緊環(huán)凸環(huán)81內(nèi)側(cè)，同時所述第一內(nèi)凸環(huán)612與脹緊壓環(huán)8之間通過第三鍵連接，或者第一摩擦環(huán)61與脹緊壓環(huán)8之間通過第三鍵連接，使得第一摩擦環(huán)61與脹緊壓環(huán)8之間沿周向保持相對靜止。所述第一摩擦環(huán)61位于第一摩擦環(huán)摩擦區(qū)內(nèi)。所述第一摩擦環(huán)61沿徑向的外側(cè)設(shè)置有摩擦片一613，且所述摩擦片一613沿軸向位于第一外凸環(huán)611與法蘭凸環(huán)71之間，同時所述摩擦片一613沿徑向位于法蘭盤7內(nèi)側(cè)，也就是說所述摩擦片一613位于第一外凸環(huán)611、法蘭盤7、法蘭凸環(huán)71以及第一摩擦環(huán)61圍成的空間內(nèi)，所述第一摩擦環(huán)61沿軸向的內(nèi)側(cè)設(shè)置有摩擦片二614，且所述摩擦片二614沿軸向位于法蘭凸環(huán)71外側(cè)一面，沿徑向位于法蘭盤7與脹緊壓環(huán)8之間，也就是說所述摩擦片二614位于法蘭盤7、法蘭凸環(huán)71、脹緊壓環(huán)8以及第一摩擦環(huán)61圍成的空間內(nèi)。

所述第二摩擦環(huán)62為z形結(jié)構(gòu)，其中所述第二摩擦環(huán)62沿徑向的外表面設(shè)置有第二外凸環(huán)621，而第二摩擦環(huán)62沿徑向的內(nèi)表面設(shè)置有第二內(nèi)凸環(huán)622，所述第二摩擦環(huán)62沿徑向套設(shè)在脹緊套4的外側(cè)，且所述第二內(nèi)凸環(huán)622與第二階梯402之間通過第四鍵連接，或者所述第二摩擦環(huán)62與第二階梯402之間通過第四鍵連接，使得第二摩擦環(huán)62與脹緊套4之間沿周向保持相對靜止，同時所述第三階梯403沿軸向位于第二內(nèi)凸環(huán)622的內(nèi)側(cè)，所述第三階梯403與第二內(nèi)凸環(huán)622之間通過第二楔形結(jié)構(gòu)連接。所述第二摩擦環(huán)62位于第二摩擦環(huán)摩擦區(qū)內(nèi)。所述第二摩擦環(huán)62沿徑向的外側(cè)設(shè)置有摩擦片三623，所述摩擦片三623沿軸向位于第二外凸環(huán)621與脹緊環(huán)凸環(huán)81之間，所述摩擦片三623沿徑向位于法蘭盤7內(nèi)側(cè)，也就是說所述摩擦片三623位于法蘭盤7、第二外凸環(huán)621、第二摩擦環(huán)62以及法蘭凸環(huán)71圍成的空間內(nèi)。所述第二摩擦環(huán)62沿軸向的外側(cè)設(shè)置有摩擦片四624，所述摩擦片四624沿軸向位于法蘭凸環(huán)71內(nèi)側(cè)一面，所述摩擦片三623沿徑向位于法蘭盤7與脹緊套4之間，也就是說所述摩擦片四624位于法蘭盤7、第二摩擦環(huán)62、脹緊套4以及法蘭凸環(huán)71圍成的空間內(nèi)。

所述第一外凸環(huán)611與法蘭盤7之間通過第一密封圈51進(jìn)行密封。所述第二外凸環(huán)621與法蘭盤7之間通過第二密封圈52進(jìn)行密封。

如圖1所示，通過脹緊套4與電機轉(zhuǎn)軸3固定連接，即將脹緊套4與電機轉(zhuǎn)軸之間通過過盈配合連接，同時所述脹緊套4沿徑向的內(nèi)表面與電機轉(zhuǎn)軸之間通過第一鍵連接。通過法蘭盤7與裝有磁鋼的轉(zhuǎn)子支架1固定連接，即可完成本實施例的力矩限制器的安裝。

工作原理：通過脹緊套預(yù)緊螺栓9調(diào)節(jié)摩擦片一、二對法蘭盤7(法蘭凸環(huán)71)之間的摩擦力，進(jìn)而調(diào)節(jié)力矩限制器的力矩閾值。具體的，擰緊脹緊套預(yù)緊螺栓9，使得脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間沿軸向相對運動，即沿軸向相互靠近，脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間的相對運動，可調(diào)節(jié)力矩限制器的徑向力和軸向力，沿軸向上：通過脹緊環(huán)凸環(huán)81推動第一內(nèi)凸環(huán)612向法蘭凸環(huán)71移動，進(jìn)而推動第一摩擦環(huán)61上的摩擦片二614向法蘭凸環(huán)71移動，從而增加了摩擦片二614與法蘭凸環(huán)71之間的壓力，進(jìn)而提高了摩擦片二614與法蘭凸環(huán)71之間的摩擦力，另一側(cè)通過第三階梯403推動第二內(nèi)凸環(huán)622向法蘭凸環(huán)71移動，進(jìn)而推動第二摩擦環(huán)62上的摩擦片四624向法蘭凸環(huán)71移動，從而增加了摩擦片四624與法蘭凸環(huán)71之間的壓力，進(jìn)而提高了摩擦片四624與法蘭凸環(huán)71之間的摩擦力，反之，減小摩擦片二614與法蘭凸環(huán)71之間的摩擦力以及摩擦片四624與法蘭凸環(huán)71之間的摩擦力。沿徑向上：由于所述脹緊壓環(huán)8的徑向尺寸沿軸向由外到內(nèi)逐漸減小，使得第一內(nèi)凸環(huán)612與脹緊壓環(huán)8之間形成第一楔形結(jié)構(gòu)。而所述第三階梯403與第二內(nèi)凸環(huán)622之間通過第二楔形結(jié)構(gòu)連接，因此，擰緊脹緊套預(yù)緊螺栓9，使得脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間沿軸向相對運動，由于脹緊壓環(huán)8的徑向尺寸沿軸向由外到內(nèi)逐漸減小，由于脹緊壓環(huán)8的徑向尺寸逐漸增大，推動第一內(nèi)凸環(huán)612沿徑向向外移動，進(jìn)而推動第一摩擦環(huán)61上的摩擦片一613沿徑向向外移動，使得摩擦片一613與法蘭盤7之間的壓力逐漸增大，進(jìn)而增加了摩擦片一613與法蘭盤7之間的摩擦力。另一側(cè)，由于第二內(nèi)凸環(huán)622與第三階梯403沿軸向的相對移動，使得第二內(nèi)凸環(huán)622與第三階梯403直接的徑向尺寸增大，進(jìn)而推動摩擦片三623沿徑向向外移動，使得摩擦片三623與法蘭盤7之間的壓力逐漸增大，進(jìn)而增加了摩擦片三623與法蘭盤7之間的摩擦力。因此，法蘭盤7(法蘭凸環(huán)71)所受到的摩擦力即為力矩限制器的力矩閾值，因此可針對不同的發(fā)電機組，通過調(diào)節(jié)脹緊套預(yù)緊螺栓9，進(jìn)而得到符合各發(fā)電機組的力矩閾值，當(dāng)發(fā)電機組短路時，發(fā)電機組力矩超過了力矩限制器的力矩閾值，此時，發(fā)電機組的電機轉(zhuǎn)軸帶動脹緊套4轉(zhuǎn)動，由于脹緊壓環(huán)8與脹緊套4之間沿周向保持相對靜止，第一摩擦環(huán)61與脹緊壓環(huán)8沿周向保持相對靜止，第二摩擦環(huán)62與脹緊套4之間沿周向保持相對靜止，因此脹緊套4帶動第一摩擦環(huán)61和第二摩擦環(huán)62轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動第一、第二摩擦環(huán)上摩擦片的轉(zhuǎn)動，當(dāng)法蘭盤7靜止，由于發(fā)電機組力矩超過力矩閾值，即發(fā)電機組力矩摩擦片所受到的轉(zhuǎn)動力矩大于第一、第二摩擦環(huán)上摩擦片與法蘭盤7(法蘭凸環(huán)71)所受到的摩擦力，因此使得電機轉(zhuǎn)軸進(jìn)行打滑空轉(zhuǎn)，從而達(dá)到保護(hù)整個機組的效果。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。