專利名稱：組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實用新型涉及一種提高小容量同步發(fā)電機組帶非線性負(fù)荷能力的方法，主要應(yīng)用于獨立非線性小容量供電系統(tǒng)，可以針對不同種類的非線性負(fù)荷，有效提高發(fā)電機組為非線性負(fù)荷供電時的穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
:獨立小容量供電系統(tǒng)發(fā)電容量較小，一般布置在用戶附近，供電方式靈活、方便，廣泛存在于船舶、工礦企業(yè)、石油鉆井平臺等裝備供電場所，同時也作為一些重要用戶的備用或應(yīng)急供電系統(tǒng)，如智能樓宇、醫(yī)院、發(fā)電廠、通信站等。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量整流型、脈沖型負(fù)荷出現(xiàn)在小容量供電系統(tǒng)中，導(dǎo)致負(fù)荷的非線性成分增加，對小容量同步發(fā)電機組造成了嚴(yán)重影響。同步發(fā)電機組作為一種典型的線性電源，在為非線性負(fù)荷供電時，會產(chǎn)生轉(zhuǎn)速波動大、機組振動嚴(yán)重、輸出電壓畸變等現(xiàn)象，供電質(zhì)量和供電可靠性大大降低。在實際的工程設(shè)計中，我國仍然沿用上世紀(jì)60年代的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，采取發(fā)電機組容量滿足負(fù)荷功率簡單疊加的方法，并根據(jù)發(fā)電效率和環(huán)境因素對容量進(jìn)行修正，并未考慮非線性負(fù)荷的影響。這造成了新型小容量供電系統(tǒng)中線性電源和非線性負(fù)荷極度不匹配的現(xiàn)象。同步發(fā)電機組也未根據(jù)非線性負(fù)荷的特點進(jìn)行針對性設(shè)計，這導(dǎo)致按照常規(guī)方法設(shè)計的同步發(fā)電機組為非線性負(fù)荷供電時，出力達(dá)不到設(shè)計要求，使裝備電源的選擇存在較高的盲目性和不確定性
實用新型內(nèi)容
:本實用新型的目的是，提出一種組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，提高同步發(fā)電機組為不同非線性負(fù)荷供電的能力。通過在發(fā)電機組軸系加易于安裝和拆卸的飛輪，增大電源的慣性，提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。主要是通過穩(wěn)定機組軸系轉(zhuǎn)速，達(dá)到穩(wěn)定頻率的效果。該實用新型改造成本低，產(chǎn)生效益高，且作用原理有嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，具備可行性?？紤]到不同的非線性負(fù)荷對同步發(fā)電機組的慣性大小要求不同(非線性成分高的負(fù)荷要求電源慣性相應(yīng)增大)，該實用新型將飛輪設(shè)計為多片組合形式，可以根據(jù)負(fù)荷的非線性程度配置相應(yīng)數(shù)量的飛輪。組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，同步發(fā)電機組的原動機轉(zhuǎn)軸延長，延長的轉(zhuǎn)軸末端將軸的橫截面加工成正六邊形，用來安裝飛輪，飛輪片2的中間設(shè)有孔，亦為正六邊形，套在轉(zhuǎn)軸上，飛輪片固定部件是由轉(zhuǎn)軸的軸套并焊接垂直環(huán)構(gòu)成，飛輪片與垂直環(huán)上設(shè)有螺孔，飛輪片通過螺栓與垂直環(huán)固定。如果用電設(shè)備多數(shù)為線性設(shè)備，則不需要很多的飛輪片即可保證機組運行的穩(wěn)定性。當(dāng)用電設(shè)備中的非線性負(fù)荷或脈沖型負(fù)荷增加時，只需進(jìn)行簡單改裝，加適當(dāng)?shù)娘w輪片，就可以使機組適應(yīng)負(fù)荷的用電需求?？梢栽O(shè)有1-8片飛輪片在原動機轉(zhuǎn)軸上。在轉(zhuǎn)軸的柱狀部位設(shè)有螺孔，轉(zhuǎn)軸的軸套亦設(shè)有螺孔，通過螺釘將轉(zhuǎn)軸的軸套固定在轉(zhuǎn)軸的柱狀部位的螺孔；當(dāng)轉(zhuǎn)軸的軸套與飛輪片固定時，可防止飛輪片沿軸向移動，也防止飛輪片沿軸向移動。在飛輪片質(zhì)量一定的情況下，其轉(zhuǎn)動慣量和其質(zhì)量分布有關(guān)系，在不妨礙機組安裝和使用的前提下，應(yīng)該將飛輪片的面積做大。用飛輪儲能的方法來保證同步發(fā)電機組為非線性負(fù)荷供電的穩(wěn)定性方法簡單易行，相對于在系統(tǒng)中加有源濾波器或無源濾波器的做法，成本低廉，本實用新型的作用原理加以說明。同步發(fā)電機為線性負(fù)載供電時，電機的輸出端輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦波電流，該電流在電機定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生與柴油機輸出轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩，在負(fù)荷一定時，該轉(zhuǎn)矩與柴油機的輸出轉(zhuǎn)矩時時相等，機組運行比較穩(wěn)定。但是若負(fù)荷中含有非線性成分，電機輸出電流含有諧波成分，該電流在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就不再為恒定值，而是一個隨時間周期性變化的量。由于原動機的輸出轉(zhuǎn)矩為恒定值，所以機組軸系的受力處于時時不平衡狀態(tài)，導(dǎo)致機組轉(zhuǎn)速變化、震動增大、穩(wěn)定裕量減小。同步發(fā)電機的輸出電流為非正弦波時轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩的計算有多種方法，下面以能量法為例，對該方法的原理進(jìn)行證明。計算假設(shè):(I)不考慮電機磁飽和；(2)忽略電機氣隙偏心，認(rèn)為定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙是均勻的；(3)不考慮諧波電流對勵磁系統(tǒng)的影響，認(rèn)為勵磁系統(tǒng)可以穩(wěn)定輸出電壓；(4)電機極對數(shù)為I。發(fā)電機帶線性負(fù)載運行時，其氣隙磁動勢可以看作兩個行波方程的合成，SP
權(quán)利要求1.組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，其特征是將同步發(fā)電機組的原動機轉(zhuǎn)軸延長，延長的轉(zhuǎn)軸末端將軸的橫截面加工成正六邊形，用來安裝飛輪片，飛輪片的中間設(shè)有孔，孔為正六邊形并套在轉(zhuǎn)軸上安裝，飛輪片固定部件是由轉(zhuǎn)軸的軸套并焊接垂直環(huán)構(gòu)成，飛輪片與垂直環(huán)上設(shè)有螺孔，飛輪片通過螺栓與垂直環(huán)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，其特征是設(shè)有1-8片飛輪片安裝在所述轉(zhuǎn)軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，其特征是轉(zhuǎn)軸的柱狀部位設(shè)有螺孔，轉(zhuǎn)軸的軸套亦設(shè)有螺孔，通過螺釘將轉(zhuǎn)軸的軸套固定在轉(zhuǎn)軸的柱狀部位的螺孔。
專利摘要組合型可拆卸同步發(fā)電機組飛輪，將同步發(fā)電機組的原動機轉(zhuǎn)軸延長，延長的轉(zhuǎn)軸末端將軸的橫截面加工成正六邊形，用來安裝飛輪片，飛輪片的中間設(shè)有孔，孔為正六邊形并套在轉(zhuǎn)軸上安裝，飛輪片固定部件是由轉(zhuǎn)軸的軸套并焊接垂直環(huán)構(gòu)成，飛輪片與垂直環(huán)上設(shè)有螺孔，飛輪片通過螺栓與垂直環(huán)固定。只需要進(jìn)行簡單的飛輪片拆裝，就可以匹配軸系所需要的轉(zhuǎn)動慣量，機組通用性更強；本實用新型改造成本和技術(shù)難度都比較低，可靠性高。
文檔編號H02K7/02GK203014578SQ20122066353
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者王金全, 宋鵬超, 趙錦成, 徐曄, 李建科, 李乾 申請人:王金全, 趙錦成