一种用于水轮发电机的失速截流保护装置的制作方法

1.本发明涉及发电机技术领域，具体为一种用于水轮发电机的失速截流保护装置。


背景技术：

2.发电机是使用水轮机、汽轮机、柴油机等动力机械，将其他形式的能源转换成电能的机械设备，像其中的水轮机就是把水流的能量转换为电能的动力机械。
3.现代水轮机大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电，在水电站中，上游水库中的水在重力的作用下冲向水轮机，推动水轮机转轮旋转来带动发电机发电，由于上游水库的水头不可控制，水头越高会使得水轮机的输出功率也就越大，当水头过高时会导致水轮机的输出功率就会超过额定功率，会造成水轮机进行超负荷运转，而现有的设备无法检测到水轮机出现失速的情况，就会导致水轮机使用寿命变短，现有设备也无法完成对失速的水轮机进行调节保护，如果水轮机长时间超负荷运转，可能会导致水轮机内部配件的损坏，需要花费大量的人力物力去维修。
4.所以针对这些问题，我们需要一种用于水轮发电机的失速截流保护装置来解决。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于水轮发电机的失速截流保护装置，具备自动检测水轮机失速，水轮机失速自动保护的优点，解决了由于上游水库的水头不可控制，水头越高会使得水轮机的输出功率也就越大，当水头过高时会导致水轮机的输出功率就会超过额定功率，会造成水轮机进行超负荷运转，而现有的设备无法检测到水轮机出现失速的情况，就会导致水轮机使用寿命变短，现有设备也无法完成对失速的水轮机进行调节保护，如果水轮机长时间超负荷运转，可能会导致水轮机内部配件的损坏，需要花费大量的人力物力去维修的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述自动检测水轮机失速，水轮机失速自动保护的目的，本发明提供如下技术方案：一种用于水轮发电机的失速截流保护装置，包括外壳，所述外壳的内部固定连接有进水管，外壳的内部固定连接有直射灯，外壳的内部固定连接有光敏组件，外壳的内部转动连接有齿轮，外壳的内部滑动连接有齿杆，齿杆的外部转动连接有连接杆，连接杆远离齿杆的一端转动连接有转动杆，转动杆的外部固定连接有密封板，进水管的外部固定连接有套杆，进水管的外部固定连接有喷水管，外壳的内部固定连接有密封壳，密封壳的内部转动连接有转轴，转轴的外部固定连接有转轮，转轴的外部固定连接有固定柱，固定柱的外部滑动连接有触发块，密封壳的内部固定连接有极板组件，密封壳的内部滑动连接有电介质板。
9.优选的，所述光敏组件主要由光敏壳、透光板、光敏电阻组成，光敏壳固定连接在外壳的内部，透光板镶嵌在光敏壳的外部，光敏电阻固定连接在光敏壳的内壁，光敏电阻与透光板、直射灯的位置相对应且规格相匹配。
10.优选的，所述直射灯与光敏组件组成一个触发机构，触发机构有四个，分别为第一触发机构、第二触发机构、第三触发机构、第四触发机构，所有触发机构均固定连接在外壳的内部。
11.优选的，所述齿杆与齿轮相啮合，转动杆转动连接在套杆的内部，密封板设置在进水管的内部，密封板与进水管的位置相对应且规格相匹配，喷水管远离进水管的一端固定连接在密封壳的内部，喷水管与转轮位置相对应。
12.优选的，所述固定柱的外部固定连接有弹簧一，弹簧一远离固定柱的一端固定连接在触发块的外部，触发块与电介质板的位置相对应且规格相匹配。
13.优选的，所述极板组件主要由正极板、负极板、弹簧二组成，密封壳的内部固定连接有正极板、负极板，密封壳的内部固定连接有弹簧二，弹簧二远离密封壳的一端固定连接在电介质板的外部，电介质板与正极板、负极板位置相对应且规格相匹配。
14.优选的，所述齿轮与驱动电源电连接，电介质板、光敏电阻、驱动电源均与控制中枢电连接。
15.优选的，所述直射灯处于常亮状态，触发块与电介质板发生碰撞时水轮机处于失速状态。
16.(三)有益效果
17.与现有技术相比，本发明提供了一种用于水轮发电机的失速截流保护装置，具备以下有益效果：
18.1、该用于水轮发电机的失速截流保护装置，通过外壳、密封壳、转轴、转轮、固定柱、触发块、极板组件、电介质板的相互配合使用，使得水轮机一旦发生失速现象，无需人工检测，通过上述机构的自动运行，就能达到自动检测水轮机失速的效果，进一步使得水轮机出现失速的情况被自动检测到并自动触发后续机构的运行，对水轮机进行失速保护，更加符合实际情况的使用。
19.2、该用于水轮发电机的失速截流保护装置，通过外壳、进水管、直射灯、光敏组件、齿轮、齿杆、连接杆、转动杆、密封板、套杆的相互配合使用，使得水轮机失速后，通过上述机构的自动运行，就能达到水轮机失速自动保护的效果，进一步使得水轮机不会出现长时间超负荷运转的情况，保护了水轮机的内部配件，延长了水轮机使用寿命，降低了人工维护的成本。
附图说明
20.图1为本发明局剖结构示意图；
21.图2为本发明图1中a处结构放大示意图；
22.图3为本发明转轴、转轮之间的连接关系示意图；
23.图4为本发明密封壳内部结构示意图。
24.图中：1、外壳；2、进水管；3、直射灯；4、光敏组件；5、齿轮；6、齿杆；7、连接杆；8、转动杆；9、密封板；10、套杆；11、喷水管；12、密封壳；13、转轴；14、转轮；15、固定柱；16、触发块；17、极板组件；18、电介质板。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1
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4，一种用于水轮发电机的失速截流保护装置，包括外壳1，外壳1的内部固定连接有进水管2，外壳1的内部固定连接有直射灯3，外壳1的内部固定连接有光敏组件4，光敏组件4主要由光敏壳、透光板、光敏电阻组成，光敏壳固定连接在外壳1的内部，透光板镶嵌在光敏壳的外部，光敏电阻固定连接在光敏壳的内壁，光敏电阻与透光板、直射灯3的位置相对应且规格相匹配，直射灯3与光敏组件4组成一个触发机构，触发机构有四个，分别为第一触发机构、第二触发机构、第三触发机构、第四触发机构，所有触发机构均固定连接在外壳1的内部，外壳1的内部转动连接有齿轮5，外壳1的内部滑动连接有齿杆6，齿杆6的外部转动连接有连接杆7，连接杆7远离齿杆6的一端转动连接有转动杆8，转动杆8的外部固定连接有密封板9，进水管2的外部固定连接有套杆10，通过外壳1、进水管2、直射灯3、光敏组件4、齿轮5、齿杆6、连接杆7、转动杆8、密封板9、套杆10的相互配合使用，使得水轮机失速后，通过上述机构的自动运行，就能达到水轮机失速自动保护的效果，进一步使得水轮机不会出现长时间超负荷运转的情况，保护了水轮机的内部配件，延长了水轮机使用寿命，降低了人工维护的成本。
27.进水管2的外部固定连接有喷水管11，外壳1的内部固定连接有密封壳12，密封壳12的内部转动连接有转轴13，转轴13的外部固定连接有转轮14，齿杆6与齿轮5相啮合，转动杆8转动连接在套杆10的内部，密封板9设置在进水管2的内部，密封板9与进水管2的位置相对应且规格相匹配，喷水管11远离进水管2的一端固定连接在密封壳12的内部，喷水管11与转轮14位置相对应，转轴13的外部固定连接有固定柱15，固定柱15的外部滑动连接有触发块16，密封壳12的内部固定连接有极板组件17，密封壳12的内部滑动连接有电介质板18。
28.固定柱15的外部固定连接有弹簧一，弹簧一远离固定柱15的一端固定连接在触发块16的外部，触发块16与电介质板18的位置相对应且规格相匹配，极板组件17主要由正极板、负极板、弹簧二组成，密封壳12的内部固定连接有正极板、负极板，密封壳12的内部固定连接有弹簧二，弹簧二远离密封壳12的一端固定连接在电介质板18的外部，电介质板18与正极板、负极板位置相对应且规格相匹配，齿轮5与驱动电源电连接，电介质板18、光敏电阻、驱动电源均与控制中枢电连接，直射灯3处于常亮状态，触发块16与电介质板18发生碰撞时水轮机处于失速状态，通过外壳1、密封壳12、转轴13、转轮14、固定柱15、触发块16、极板组件17、电介质板18的相互配合使用，使得水轮机一旦发生失速现象，无需人工检测，通过上述机构的自动运行，就能达到自动检测水轮机失速的效果，进一步使得水轮机出现失速的情况被自动检测到并自动触发后续机构的运行，对水轮机进行失速保护，更加符合实际情况的使用。
29.工作原理：当上游水库的水头过高时，在重力的作用下水流流过进水管2、喷水管11喷射到转轮14外部并带动转轮14超负荷转动，转轮14转动带动转轴13转动，转轴13转动带动固定柱15转动，固定柱15转动在离心力的作用下带动触发块16运动并使得弹簧一被拉伸，触发块16运动与电介质板18产生碰撞，电介质板18运动使得弹簧二产生形变，电介质板
18运动到正极板与负极板之间并使得正极板与负极板的正对面积s改变，电容量c改变，表达式如下：
30.c＝εs/4πkd
31.此时电流发生变化，这时控制中枢感应到这种电流变化会控制驱动电源驱动齿轮5转动，齿轮5转动带动齿杆6运动，齿杆6运动带动连接杆7运动，连接杆7运动带动转动杆8转动，转动杆8转动带动密封板9转动，齿杆6运动到与第二触发机构的直射灯3位置相对应时，光敏组件4中的光敏电阻接收到的光照变弱，阻值变大，电流变小，此时控制中枢感应到这种电流变化会控制驱动电源停止驱动齿轮5，齿轮5停止运动使得齿杆6、连接杆7、转动杆8、密封板9均停止运动，密封板9使得进水管2内允许水流通过的横截面积变小，同时水流变小，进一步使得转轮14的转动速度降低，转轮14的转速降低使得转轴13的转速降低，并在弹簧一回弹力的作用下带动触发块16运动并不再与电介质板18相碰撞，同理使得电流不再发生变化完成失速保护。
32.当上述操作未能使得弹簧一的回弹力克服离心力带动触发块16运动不再与电介质板18相碰撞，那么同理电介质板18继续在正极板与负极板之间运动并使得正极板与负极板的正对面积s改变，电容量c改变，表达式如下：
33.c＝εs/4πkd
34.电流继续发生变化，控制中枢感应到这种电流变化会继续控制驱动电源驱动齿轮5转动，齿轮5转动同理带动齿杆6运动到与第三触发机构中的直射灯3位置相对应时，光敏组件4中的光敏电阻接收到的光照变弱，阻值变大，电流变小，此时控制中枢感应到这种电流变化会控制驱动电源停止驱动齿轮5运动，齿轮5停止运动同理使得弹簧一的回弹力克服离心力带动触发块16运动不再与电介质板18相碰撞，使得电流不再发生变化，完成失速保护。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。