專利名稱：濕式異步雙速全貫流水輪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水力發(fā)電領(lǐng)域，特別是潮汐發(fā)電工程適用的全貫流水輪發(fā)電機(jī)類。
全貫流水輪發(fā)電機(jī)是當(dāng)今潮汐電站先進(jìn)的機(jī)型，它的結(jié)構(gòu)內(nèi)是旋槳式水輪機(jī)與外是旋轉(zhuǎn)磁場式同步發(fā)電機(jī)渾然一體的裝置。其轉(zhuǎn)體中間是螺旋槳式的轉(zhuǎn)輪，有2至4個(gè)槳葉，水流貫穿而過，驅(qū)動(dòng)它旋轉(zhuǎn)。槳葉外帶圓環(huán)，此圓環(huán)即是同步發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的磁軛，軛外環(huán)列著許多成對的磁極，磁極上有激磁線圈，通直流電勵(lì)磁。轉(zhuǎn)輪軸枕于進(jìn)、出錐管中心由導(dǎo)葉支撐著的進(jìn)水錐和泄水錐上。錐內(nèi)有徑向和止推軸承，托住轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)。磁極之外圍著定子鐵芯，上嵌有定子繞組。轉(zhuǎn)體的圓環(huán)兩端與固定的進(jìn)出錐管縫隙間裝著密封環(huán)，此項(xiàng)動(dòng)態(tài)密封因環(huán)的尺寸大，線速度高，要保持長期可靠密封不漏水而且功耗小在技術(shù)上難度特大，國外也只有個(gè)別廠家依靠專利技術(shù)生產(chǎn)，致機(jī)組售價(jià)高昂，常占電站總投資60%以上，致單位千瓦造價(jià)居高不下，使潮汐電站難得發(fā)展。
本發(fā)明的目的是要提供一種新型的全貫流機(jī)結(jié)構(gòu)，它能有效地解決密封要害問題，還能適應(yīng)更大的水頭變輻，而結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)廉宜，從而有助于潮汐能源的開發(fā)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的(1)放棄傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)密封改為靜態(tài)密封，外濕中乾。方法之一，是將定子鐵芯和繞組，通過改性環(huán)氧樹脂或其它樹脂澆灌，隔絕水與鐵芯和繞組的接觸;方法之二，是把定子用環(huán)氧碳纖維布薄筒屏蔽起來，使得保持高度絕緣。這種濕式機(jī)子因只用靜態(tài)密封技術(shù)，從而制造容易。(2)將同步發(fā)電機(jī)改用異步發(fā)電機(jī)，這種異步發(fā)電機(jī)用籠形轉(zhuǎn)子。它僅僅是轉(zhuǎn)輪外環(huán)上套上環(huán)形層迭鐵芯，鐵芯縱向貫穿著紫銅籠條兩端焊接短路環(huán)，轉(zhuǎn)子上既無繞組也無絕緣要求，在加工光潔之后，在外表面鍍鉻拋光，以抗御海水腐蝕。(3)異步發(fā)電機(jī)的定子繞組采用變極雙速繞組。它是利用改變電機(jī)繞組的極對數(shù)而獲得兩種轉(zhuǎn)速的。方法之一是改變定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)變更極對數(shù);方法之二是在定子槽內(nèi)嵌有兩個(gè)不同極對數(shù)的獨(dú)立繞組來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明靜態(tài)密封方法簡單，功能可靠，以異步機(jī)代同步機(jī)，其籠型轉(zhuǎn)子無絕緣要求且堅(jiān)實(shí)不怕飛車，定子繞組設(shè)計(jì)成變極雙速繞組，特適于潮汐和水庫電站水頭多變的需要。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)，由實(shí)施例及附圖
給出。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及其在潮汐電站運(yùn)行的工況。該濕式異步雙速全貫流水輪發(fā)電機(jī)是轉(zhuǎn)輪直徑D1＝1m適用于工作水頭自0.75～5.5m的實(shí)用模型樣機(jī)。圖中1 是上下分半對開的導(dǎo)流器，外為進(jìn)水錐管，管內(nèi)全周環(huán)列著軸向?qū)~，中間撐著進(jìn)水錐。2 是管狀固定主軸，中段徑向凹入處是裝徑向軸瓦 3、其后軸向環(huán)型盤上是裝止推軸瓦10，管軸是枕在前后進(jìn)、出水錐上固定不動(dòng)的。4是轉(zhuǎn)體，中心為輪轂，轂外有2至4片槳葉，槳葉之外帶圓環(huán)，圓環(huán)與前后進(jìn)出水錐管間有梳齒狀縫隙以減緩漏水，圓環(huán)外是硅鋼片層迭的轉(zhuǎn)子鐵芯5，其縱向槽嵌紫銅條，左右兩端焊上紫銅短路環(huán)，構(gòu)成異步發(fā)電機(jī)的鼠籠轉(zhuǎn)子6，定子鐵芯7套在籠型轉(zhuǎn)子外，內(nèi)周沖出許多線槽，槽內(nèi)嵌雙速繞組8，(分18和12兩種極對數(shù)繞組)，定子鐵芯和繞組以改性環(huán)氧樹脂9澆灌密封，隔水絕緣。泄水錐管11也上下分半對開，全周有六片導(dǎo)流葉板，它支撐著泄水錐，管軸兩端枕于進(jìn)出水錐上，而轉(zhuǎn)輪則套在管軸上的徑向軸瓦外和止推軸瓦前游轉(zhuǎn)。
本機(jī)安裝時(shí)前方以蝶閥通向前池，進(jìn)水，而泄水則接尾水管通向下游。全機(jī)泡在前池同水位的靜水中運(yùn)行的。本樣機(jī)因具變極雙速繞組，它能適應(yīng)低至0.75m高至5.5m的大變輻水頭下，完滿工作，在0.75至2m間按18對極50kw繞組略高于同期轉(zhuǎn)速166.6r/m運(yùn)行;水頭增至2m后換檔至12對極，160kw繞組略高于250r/m同期轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
在變水頭下的運(yùn)行工況如下表，從表看運(yùn)行工況可知，濕式異步雙速全貫流水輪發(fā)電機(jī)在潮汐電站大變幅水頭下具有高效率發(fā)電功能。
權(quán)利要求
1.潮汐發(fā)電所用的全貫流式水輪發(fā)電機(jī)是旋槳式水輪機(jī)與旋轉(zhuǎn)磁場式同步發(fā)電機(jī)渾然一體的機(jī)組，轉(zhuǎn)輪槳葉外有環(huán)，環(huán)上是電機(jī)轉(zhuǎn)子，環(huán)兩端與固定的穿流過水的進(jìn)、出水錐管縫隙間各裝有密封環(huán)，因?yàn)榄h(huán)大線速度高，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)密封技術(shù)的特大難度，本發(fā)明的特征一是放棄傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)密封技術(shù)，而以靜態(tài)密封替代，僅把定子繞組和鐵芯密封起來隔水絕緣，二是改用異步發(fā)電機(jī)，其籠型轉(zhuǎn)子裸露水中，僅表面作防銹和防電化腐蝕處理，三是定子繞組為變極雙速繞組，使在變水頭工況下有兩種同期轉(zhuǎn)速，隨水頭換檔。
2.如權(quán)利要求1所述的全貫流水輪發(fā)電機(jī)，定子靜態(tài)密封方法其特征是以改性環(huán)氧樹脂澆注，把定子繞組和鐵芯隔水絕緣或用碳纖維編織的環(huán)氧布薄筒作屏蔽式密封。
3.如權(quán)利要求1所述的全貫流水輪發(fā)電機(jī)，改用異步發(fā)電機(jī)后，用變極雙速繞組，其特征是利用改變電機(jī)繞組的極對數(shù)而獲得兩種同期轉(zhuǎn)速的，方法之一是改變定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)變更極對數(shù)，方法之二是在定子槽內(nèi)嵌有兩個(gè)不同極對數(shù)的獨(dú)立繞組來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明濕式異步雙速全貫流水輪發(fā)電機(jī)涉及潮汐發(fā)電用全貫流水輪發(fā)電機(jī)類。全貫流水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安置在轉(zhuǎn)輪外圓，水流直貫轉(zhuǎn)輪。因?yàn)樗啓C(jī)外圓直徑大線速度高，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)密封十分困難，至今未能普及。本發(fā)明以異步發(fā)電機(jī)取代同步發(fā)電機(jī)，并改動(dòng)態(tài)密封為靜態(tài)密封，故工藝簡單并設(shè)計(jì)成變極雙速繞組，在潮汐電站水頭大變幅下有高低兩擋同期轉(zhuǎn)速隨水頭換擋，能更好地適應(yīng)潮汐發(fā)電的需要。
文檔編號H02K7/18GK1051830SQ9010863
公開日1991年5月29日 申請日期1990年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月21日
發(fā)明者肖冠英 申請人:肖冠英