專利名稱:發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)差自動(dòng)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(jī)組聯(lián)軸處的離合，是解決發(fā)電站備用和多余機(jī)組可隨時(shí)投入調(diào)相運(yùn)行，增發(fā)無功電量的裝置，亦可用于起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，同步補(bǔ)償機(jī)，及燃汽輪機(jī)輔助起動(dòng)電動(dòng)機(jī)之聯(lián)軸用。
申請(qǐng)人:對(duì)發(fā)明的理解，檢索我國(guó)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(bǔ)償，靈活補(bǔ)償有關(guān)，我國(guó)遍布各地的中小型水電，火電機(jī)組常常有缺水，豐水期火電停運(yùn)等情況，停置的機(jī)組較多，若能利用這些停置的機(jī)組，是可解決這一補(bǔ)償?shù)模欢l(fā)電機(jī)組從來沒有裝設(shè)離合器，用來投入調(diào)相運(yùn)行很麻煩，且不經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行人員不樂于使用，這就阻礙著解決以上的問題，例如《電機(jī)工程手冊(cè)》第四卷第六章19～167頁，調(diào)相運(yùn)行一節(jié)中介紹“為了減少水輪機(jī)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(dòng)”。實(shí)際使用中一些機(jī)組密封不良影響壓水，需經(jīng)常補(bǔ)氣甚至影響使用，水利電力部制訂的《發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程》第109條～117條中規(guī)定，發(fā)電機(jī)作調(diào)相運(yùn)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(shí)現(xiàn)的辦法，若有一種適用的離合器，對(duì)上述設(shè)備的起動(dòng)或運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換操作即可得到簡(jiǎn)化，操作簡(jiǎn)化后，停置機(jī)組就能充分發(fā)揮補(bǔ)償作用。
發(fā)明發(fā)電機(jī)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(jī)組利用起來。解決我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)現(xiàn)存的三個(gè)問題;(1)，功率因數(shù)低，負(fù)荷端無功電流不足，電能質(zhì)量差，(2)，輸電線路長(zhǎng)。線路無功電流大，線損大，(3)，發(fā)電機(jī)定子受無功電流或轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流限制，發(fā)電機(jī)設(shè)備利用率低，以往分布在各負(fù)荷端的發(fā)電機(jī)組沒有裝設(shè)離合器轉(zhuǎn)入調(diào)相運(yùn)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(guó)推廣將為國(guó)家增加每小時(shí)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(shí)施方案是將發(fā)電機(jī)組原有的聯(lián)軸器改為離合器，使發(fā)電機(jī)組能隨意投入有功或無功(調(diào)相)運(yùn)行，即發(fā)電機(jī)組一次并入網(wǎng)后可把動(dòng)力機(jī)停下來讓發(fā)電機(jī)投入調(diào)相運(yùn)行，待水輪機(jī)有了水，汽輪機(jī)有了汽，需發(fā)有功時(shí)不停已投入調(diào)相運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可直接轉(zhuǎn)帶有功負(fù)荷。省去了解列而后又并網(wǎng)的麻煩，使停運(yùn)機(jī)組都可成為運(yùn)行著的備用機(jī)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(jī)軸上傳遞扭矩起離合作用的，它起著向汽車的制動(dòng)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(dòng)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(shí)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(jì)在蹄板高速旋轉(zhuǎn)時(shí)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(jī)傳動(dòng)輪設(shè)計(jì)成三角凸輪，用三角凸出部份與蹄板內(nèi)圈凹進(jìn)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(dòng)力傳遞給蹄板再通過摩擦傳給發(fā)電機(jī)。
動(dòng)作原理如下，當(dāng)發(fā)電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)時(shí)動(dòng)力機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，三角凸輪(4)由B點(diǎn)向C點(diǎn)方向轉(zhuǎn)一個(gè)角度(最大為30°)。此時(shí)三角凸輪(4)右側(cè)接觸D點(diǎn)，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(kuò)張占去間隙與裝在發(fā)電機(jī)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(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)并入網(wǎng)后繼續(xù)開大動(dòng)力機(jī)使發(fā)電機(jī)有功出力到整定值，負(fù)荷變化是從發(fā)電機(jī)影響到動(dòng)力機(jī)變化的，而發(fā)電機(jī)始終是與電網(wǎng)同步，所以負(fù)荷變化時(shí)離合器不會(huì)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(jī)停止有功出力轉(zhuǎn)為調(diào)相運(yùn)行，這時(shí)直接關(guān)閉動(dòng)力機(jī)待出力降為0后，發(fā)電機(jī)開始吸收網(wǎng)上有功電能拖入同步運(yùn)行，(電機(jī)可逆性原理)動(dòng)力機(jī)關(guān)閉后當(dāng)轉(zhuǎn)速低于發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)角度(最大30°)。在這樣一個(gè)轉(zhuǎn)差情況時(shí)，主機(jī)三角凸輪(4)左側(cè)觸碰蹄板(3)A，B段斜面使其A點(diǎn)向外移動(dòng)，以偏心調(diào)整螺絲(7)為支點(diǎn)強(qiáng)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(shí)處于離開狀態(tài)，這時(shí)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)還未停止，三角凸輪(4)的速度一旦超前蹄板(3)一個(gè)角度，因蹄板等件的隋性，可能滯后一個(gè)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(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速降低離心力消失才完全離開。這時(shí)調(diào)整勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)處于調(diào)相運(yùn)行的三種狀態(tài)需要之一運(yùn)行即可，待有水或有汽后需發(fā)有功電能時(shí)不必把發(fā)電機(jī)解列停運(yùn)，可直接開啟動(dòng)力機(jī)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速差率大時(shí)，轉(zhuǎn)差自動(dòng)離合器的三角凸輪(4)接觸D點(diǎn)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(dòng)力機(jī)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(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速又提高，經(jīng)數(shù)次后達(dá)到同步，這時(shí)離合器才完全接合自動(dòng)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(jī)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(dòng)機(jī)組作調(diào)相運(yùn)行時(shí)，要消耗很多有功電能，讓發(fā)電機(jī)組反過來給動(dòng)力機(jī)作功，把動(dòng)力消耗在動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部份，如飛輪，轉(zhuǎn)輪等，這是不經(jīng)濟(jì)的，立式水輪機(jī)還需要解決潤(rùn)滑水的問題，臥式機(jī)組有的還要向轉(zhuǎn)輪室充氣，長(zhǎng)期不用的機(jī)組把電機(jī)從動(dòng)力機(jī)上折下來作調(diào)相運(yùn)行，這時(shí)的起動(dòng)方法按發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程109～117條規(guī)定起動(dòng)也很麻煩。由于以上原因多年來發(fā)電機(jī)組作調(diào)相運(yùn)行是不很適用的，主要是它不樂于運(yùn)行人員所接受，若用一種新穎的方法，在發(fā)電機(jī)上使用離合器，以上的問題將得到徹底解決，關(guān)于自動(dòng)離合器在機(jī)械領(lǐng)域中有多種形式，請(qǐng)參閱《機(jī)械工程手冊(cè)》第五卷第四章，機(jī)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(jī)組上，但是都有它各自的缺點(diǎn)，因此未能在發(fā)電機(jī)組中使用，本發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)差自動(dòng)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(diǎn)，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(dòng)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(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)離合，尤其是用于發(fā)電機(jī)組一次并入網(wǎng)后不必再停機(jī)解列就可進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，給發(fā)電機(jī)設(shè)備增添了靈活性，機(jī)動(dòng)性，可作到一旦投入就是長(zhǎng)期運(yùn)行，運(yùn)行人員樂于使用，不受其他條件控制。
本發(fā)明用于起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，同步補(bǔ)償機(jī)，燃汽輪機(jī)之聯(lián)軸離合用可節(jié)省設(shè)備和材料，簡(jiǎn)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(jī)組轉(zhuǎn)差自動(dòng)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(dòng)力機(jī)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(jī)軸。
申請(qǐng)人:對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式認(rèn)為為了提高我國(guó)地方電力的電能質(zhì)量，減少大電網(wǎng)長(zhǎng)距離給地，縣級(jí)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(jī)組上改裝離合器，讓停置的機(jī)組投入調(diào)相運(yùn)行，分擔(dān)負(fù)載各地的無功電流，讓其他發(fā)電機(jī)組提高功率因數(shù)，降低定子，轉(zhuǎn)子電流多發(fā)有功運(yùn)行，這樣既減輕運(yùn)行著的發(fā)電機(jī)組的負(fù)擔(dān)，又減少了線路損耗，這是對(duì)國(guó)家地方都有利的事，要把發(fā)電機(jī)原用的聯(lián)軸器改裝為離合器，就必須要有一個(gè)適合發(fā)電機(jī)運(yùn)行性能需要的離合器，這個(gè)離合器的性能指標(biāo)必須是(一)傳動(dòng)扭矩大，(幾百到幾千瓩)。(二)自動(dòng)化程度高，不用直接操作，運(yùn)行人員才樂于使用。(三)離合過程沒有震動(dòng)，沖擊，突跳等現(xiàn)象，(四)主從動(dòng)分離后沒有摩擦和噪音，附圖結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)差自動(dòng)離合器，它能達(dá)到以上條件。是實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組改用離合器的最佳實(shí)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(dòng)帶來代用。決定規(guī)格尺寸時(shí)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(shí)，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(shí)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(dòng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)差時(shí)自動(dòng)離開，等速時(shí)自動(dòng)結(jié)合。特別是用于發(fā)電機(jī)組作發(fā)電或調(diào)相兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的自動(dòng)離合。該轉(zhuǎn)差自動(dòng)離合器。有一個(gè)裝在動(dòng)力機(jī)軸(5)上既起傳動(dòng)。又起自動(dòng)控制三塊蹄板(3)完成離、合動(dòng)作的三角凸輪(4)其特征在于A、所述三角凸輪(4)上三個(gè)凸出部份三邊的園心點(diǎn)，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(gè)凸出部份各置于一塊蹄板(3)的凹進(jìn)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(dòng)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(diǎn)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(dòng)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(diǎn)三個(gè)孔上，與三角凸輪(4)一起組成一活動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，2，3，所述的轉(zhuǎn)差自動(dòng)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(jī)械領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02P3/00GK86104005SQ86104005
公開日1987年12月30日 申請(qǐng)日期1986年6月6日
發(fā)明者楊放陸 申請(qǐng)人:楊放陸導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan