專利名稱:發(fā)電機組轉(zhuǎn)差自動離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
使用屬電力領(lǐng)域，主要用于中小型發(fā)電機組聯(lián)軸處的離合，是解決發(fā)電站備用和多余機組可隨時投入調(diào)相運行，增發(fā)無功電量的裝置，亦可用于起動同步電動機，同步補償機，及燃汽輪機輔助起動電動機之聯(lián)軸用。
申請人:對發(fā)明的理解，檢索我國目前電力供求十分緊張。電壓不足，線路損耗大，電能質(zhì)量差，這與無功電流就地補償，靈活補償有關(guān)，我國遍布各地的中小型水電，火電機組常常有缺水，豐水期火電停運等情況，停置的機組較多，若能利用這些停置的機組，是可解決這一補償?shù)?，然而發(fā)電機組從來沒有裝設(shè)離合器，用來投入調(diào)相運行很麻煩，且不經(jīng)濟，運行人員不樂于使用，這就阻礙著解決以上的問題，例如《電機工程手冊》第四卷第六章19～167頁，調(diào)相運行一節(jié)中介紹“為了減少水輪機的水阻力損耗，通常將4～7公斤力/厘米2的壓縮空氣注入轉(zhuǎn)輪室中將水面壓低到使轉(zhuǎn)輪在空氣中轉(zhuǎn)動”。實際使用中一些機組密封不良影響壓水，需經(jīng)常補氣甚至影響使用，水利電力部制訂的《發(fā)電機運行規(guī)程》第109條～117條中規(guī)定，發(fā)電機作調(diào)相運行的四種方法，都是很麻煩又要很多輔助設(shè)備，材料才能實現(xiàn)的辦法，若有一種適用的離合器，對上述設(shè)備的起動或運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換操作即可得到簡化，操作簡化后，停置機組就能充分發(fā)揮補償作用。
發(fā)明發(fā)電機組使用離合器的目的，是為了給電力領(lǐng)域提供新技術(shù)把分布在各地的中，小型水、火電站停置的機組利用起來。解決我國農(nóng)村電網(wǎng)現(xiàn)存的三個問題;(1)，功率因數(shù)低，負荷端無功電流不足，電能質(zhì)量差，(2)，輸電線路長。線路無功電流大，線損大，(3)，發(fā)電機定子受無功電流或轉(zhuǎn)子勵磁電流限制，發(fā)電機設(shè)備利用率低，以往分布在各負荷端的發(fā)電機組沒有裝設(shè)離合器轉(zhuǎn)入調(diào)相運行十分麻煩，有設(shè)備不能解決以上問題，若該發(fā)明能在全國推廣將為國家增加每小時約10萬元的直接收入，又可解決些電力緊張問題，這部份又相當(dāng)于增加一座幾十萬瓩，發(fā)電站的發(fā)電量。
本發(fā)明的內(nèi)容，解決以上問題的實施方案是將發(fā)電機組原有的聯(lián)軸器改為離合器，使發(fā)電機組能隨意投入有功或無功(調(diào)相)運行，即發(fā)電機組一次并入網(wǎng)后可把動力機停下來讓發(fā)電機投入調(diào)相運行，待水輪機有了水，汽輪機有了汽，需發(fā)有功時不停已投入調(diào)相運行的發(fā)電機可直接轉(zhuǎn)帶有功負荷。省去了解列而后又并網(wǎng)的麻煩，使停運機組都可成為運行著的備用機組。
本發(fā)明的最佳結(jié)構(gòu)如附圖，圖中外輪是裝在發(fā)電機軸上傳遞扭矩起離合作用的，它起著向汽車的制動鼓一樣的作用，受三塊蹄板上摩擦帶的摩擦，來傳遞扭矩，三塊蹄板起著汽車制動蹄一樣的作用，為了提高效能因數(shù)這三塊蹄板布置成領(lǐng)蹄狀態(tài)。出現(xiàn)轉(zhuǎn)差時變成從蹄狀態(tài)，摩擦帶為石棉基摩擦材料鉚接在蹄板上，偏心調(diào)整連接螺桿用來調(diào)整蹄板與外輪之間隙，又是聯(lián)結(jié)蹄板與聯(lián)結(jié)控制環(huán)，組成一整體的螺桿，它的位置設(shè)計在蹄板高速旋轉(zhuǎn)時離心力最小之處，以利離合，聯(lián)結(jié)控制環(huán)把三塊蹄板控制在一定位置上，又控制蹄板不能從三角凸輪滑出，為了控制三塊蹄板漲縮和方便車削制造，主機傳動輪設(shè)計成三角凸輪，用三角凸出部份與蹄板內(nèi)圈凹進部份構(gòu)成的ABCD線相配合，用來控制蹄板漲縮與外輪離合，并將動力傳遞給蹄板再通過摩擦傳給發(fā)電機。
動作原理如下，當(dāng)發(fā)電機停止?fàn)顟B(tài)時動力機開始轉(zhuǎn)動，三角凸輪(4)由B點向C點方向轉(zhuǎn)一個角度(最大為30°)。此時三角凸輪(4)右側(cè)接觸D點，由于聯(lián)結(jié)控制環(huán)(6)等的隋性。三角凸輪(4)逐漸將蹄板(3)擠向外移，使蹄板(3)擴張占去間隙與裝在發(fā)電機軸上的外輪(1)產(chǎn)生摩擦，隨著扭矩增加三角凸輪(4)加在蹄板(3)C，D段斜面上的壓力也增大，全部扭矩經(jīng)過三角凸輪(4)右側(cè)與蹄板C，D段斜面?zhèn)鹘o發(fā)電機，帶動發(fā)電機并入網(wǎng)后繼續(xù)開大動力機使發(fā)電機有功出力到整定值，負荷變化是從發(fā)電機影響到動力機變化的，而發(fā)電機始終是與電網(wǎng)同步，所以負荷變化時離合器不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)差分離現(xiàn)象，在缺水或缺汽情況下需使發(fā)電機停止有功出力轉(zhuǎn)為調(diào)相運行，這時直接關(guān)閉動力機待出力降為0后，發(fā)電機開始吸收網(wǎng)上有功電能拖入同步運行，(電機可逆性原理)動力機關(guān)閉后當(dāng)轉(zhuǎn)速低于發(fā)電機旋轉(zhuǎn)的一個角度(最大30°)。在這樣一個轉(zhuǎn)差情況時，主機三角凸輪(4)左側(cè)觸碰蹄板(3)A，B段斜面使其A點向外移動，以偏心調(diào)整螺絲(7)為支點強迫蹄板(3)收縮，加上拉簧(9)的力使三塊蹄板(3)克服離心力回到收縮位置，離合器暫時處于離開狀態(tài)，這時動力機轉(zhuǎn)動還未停止，三角凸輪(4)的速度一旦超前蹄板(3)一個角度，因蹄板等件的隋性，可能滯后一個角度，蹄板(3)又受離心力與外輪(1)摩擦，蹄板(3)再次被外輪(1)摩擦帶到超過三角凸輪(4)的速度成收縮狀態(tài)，這樣反復(fù)數(shù)次直到動力機轉(zhuǎn)速降低離心力消失才完全離開。這時調(diào)整勵磁電流使發(fā)電機處于調(diào)相運行的三種狀態(tài)需要之一運行即可，待有水或有汽后需發(fā)有功電能時不必把發(fā)電機解列停運，可直接開啟動力機，當(dāng)動力機轉(zhuǎn)速與發(fā)電機轉(zhuǎn)速差率大時，轉(zhuǎn)差自動離合器的三角凸輪(4)接觸D點頂開蹄板(3)后，蹄板(3)一受摩擦即被外輪(1)帶到超過三角凸輪的速度，蹄板(3)A，B段受三角凸輪(4)控制使蹄板(3)又收縮，動力機轉(zhuǎn)速提高后蹄板(3)受離心力與外輪(1)摩擦，摩擦使蹄板(3)再次被外輪(1)帶到超過三角凸輪的速度，蹄板(3)又收縮動力機轉(zhuǎn)速又提高，經(jīng)數(shù)次后達到同步，這時離合器才完全接合自動轉(zhuǎn)為有功出力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，從有史以來各種發(fā)電機組尚未使用離合器，都是采用剛性或彈性聯(lián)軸器直聯(lián)，這種聯(lián)動機組作調(diào)相運行時，要消耗很多有功電能，讓發(fā)電機組反過來給動力機作功，把動力消耗在動力機的轉(zhuǎn)動部份，如飛輪，轉(zhuǎn)輪等，這是不經(jīng)濟的，立式水輪機還需要解決潤滑水的問題，臥式機組有的還要向轉(zhuǎn)輪室充氣，長期不用的機組把電機從動力機上折下來作調(diào)相運行，這時的起動方法按發(fā)電機運行規(guī)程109～117條規(guī)定起動也很麻煩。由于以上原因多年來發(fā)電機組作調(diào)相運行是不很適用的，主要是它不樂于運行人員所接受，若用一種新穎的方法，在發(fā)電機上使用離合器，以上的問題將得到徹底解決，關(guān)于自動離合器在機械領(lǐng)域中有多種形式，請參閱《機械工程手冊》第五卷第四章，機械工業(yè)出版社82年3月出版，在已有的這些離合器中，有幾種雖然可以用于小型發(fā)電機組上，但是都有它各自的缺點，因此未能在發(fā)電機組中使用，本發(fā)電機組轉(zhuǎn)差自動離合器與超越離合器性能接近，但是沒有滾柱，楔塊等另件摩損后改變性能的缺點，也沒有受力后產(chǎn)生彈性變形的問題，沒有楔塊滾轉(zhuǎn)，突跳等存在，主從動分離后沒有摩擦另件，也沒有噪音，它具有比其他離合器傳遞扭矩大，接合分離良好，構(gòu)造簡單，能實現(xiàn)全自動離合，尤其是用于發(fā)電機組一次并入網(wǎng)后不必再停機解列就可進行運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，給發(fā)電機設(shè)備增添了靈活性，機動性，可作到一旦投入就是長期運行，運行人員樂于使用，不受其他條件控制。
本發(fā)明用于起動同步電動機，同步補償機，燃汽輪機之聯(lián)軸離合用可節(jié)省設(shè)備和材料，簡化操作過程。
圖面說明附圖1和2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖，圖1是總體結(jié)構(gòu)剖視圖，也是主視圖，圖2是圖1A-A處的左視圖，也是本“發(fā)電機組轉(zhuǎn)差自動離合器”的原理圖，圖中各另件的名稱是(1)外輪，(2)摩擦帶，(3)蹄板，(4)三角凸輪，(5)動力機軸，(6)聯(lián)結(jié)控制環(huán)，(7)偏心調(diào)整螺桿，(8)螺帽，(9)拉簧，(10)發(fā)電機軸。
申請人:對實現(xiàn)本發(fā)明的最好方式認為為了提高我國地方電力的電能質(zhì)量，減少大電網(wǎng)長距離給地，縣級輸電的線路損耗，應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有設(shè)備，這樣可以不用很多投資，很快就可得到很大效益，具體措施是普遍在小水電，小火電機組上改裝離合器，讓停置的機組投入調(diào)相運行，分擔(dān)負載各地的無功電流，讓其他發(fā)電機組提高功率因數(shù)，降低定子，轉(zhuǎn)子電流多發(fā)有功運行，這樣既減輕運行著的發(fā)電機組的負擔(dān)，又減少了線路損耗，這是對國家地方都有利的事，要把發(fā)電機原用的聯(lián)軸器改裝為離合器，就必須要有一個適合發(fā)電機運行性能需要的離合器，這個離合器的性能指標(biāo)必須是(一)傳動扭矩大，(幾百到幾千瓩)。(二)自動化程度高，不用直接操作，運行人員才樂于使用。(三)離合過程沒有震動，沖擊，突跳等現(xiàn)象，(四)主從動分離后沒有摩擦和噪音，附圖結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)差自動離合器，它能達到以上條件。是實現(xiàn)發(fā)電機組改用離合器的最佳實施結(jié)構(gòu)。
附圖中主要構(gòu)件制造使用材料說明如下(1)外輪，是承受摩擦傳遞扭矩的主要件，又是保證安全的重要另件，使用的材料應(yīng)用鑄鋼或用鋼板加工焊接組成，(2)摩擦帶，在沒有標(biāo)準(zhǔn)化之前，可用汽車各種規(guī)格尺寸的制動帶來代用。決定規(guī)格尺寸時必須以此來考慮，(3)蹄板，三塊蹄板的尺寸要求要標(biāo)準(zhǔn)，為了保證加工質(zhì)量，小量生產(chǎn)時，可用鋼板整體焊接組成后車削，鉆孔后再分割成三塊，批量生產(chǎn)時可采用鑄件，但應(yīng)在聯(lián)接孔位處改型，(4)三角凸輪，材料用HT25-47鑄造，可用四爪夾頭中心移位方法車削，也可以用銑床加工三角凸出部位，(9)拉簧，拉力約等于單塊蹄板的重量。
權(quán)利要求
1.主從動出現(xiàn)轉(zhuǎn)差時自動離開，等速時自動結(jié)合。特別是用于發(fā)電機組作發(fā)電或調(diào)相兩種運動狀態(tài)轉(zhuǎn)換的自動離合。該轉(zhuǎn)差自動離合器。有一個裝在動力機軸(5)上既起傳動。又起自動控制三塊蹄板(3)完成離、合動作的三角凸輪(4)其特征在于A、所述三角凸輪(4)上三個凸出部份三邊的園心點，各處在三根平分中心線上，距三角凸輪(4)中心約為三角凸輪(4)半徑的三分之一處B、三角凸輪(4)的三個凸出部份各置于一塊蹄板(3)的凹進部份ABCD線內(nèi)，控制其漲縮(離、合)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的轉(zhuǎn)差自動離合器，其特征是蹄板(3)上偏心調(diào)整聯(lián)接螺桿(7)的孔位中心點處在徑向內(nèi)，外重量約相等;離心力與向心力接近平衡的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的轉(zhuǎn)差自動離合器，其特征是三塊蹄板(3)是裝在前后兩塊聯(lián)結(jié)控制環(huán)(6)的等分等園點三個孔上，與三角凸輪(4)一起組成一活動控制機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，2，3，所述的轉(zhuǎn)差自動離合器，其特征是三角凸輪(4)控制蹄板(3)完成離，合的轉(zhuǎn)差控制角度在30°以內(nèi)。
專利摘要
屬電力和機械領(lǐng)域。
文檔編號H02P3/00GK86104005SQ86104005
公開日1987年12月30日 申請日期1986年6月6日
發(fā)明者楊放陸 申請人:楊放陸導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan