一种定子、转子及水轮一体的多级全贯流水轮发电机的制作方法

1.本实用新型涉及水轮发电机的技术领域，尤其涉及一种定子、转子及水轮一体的多级全贯流水轮发电机。


背景技术：

2.发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。
3.水轮发电机利用水流发电。目前水轮发电机以普通贯流式水轮发电机为主，但其水轮机与发电机为同轴分体式，水从发电机表面流过，造成水力损失较大。本公司之前申请的实用新型专利cn202022541268.x提供了一种新型全贯流三相异步水轮发电机，为单级水轮结构，发电量小，有些工况下满足不了实际的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种定子、转子及水轮一体的多级全贯流水轮发电机。
5.本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种定子、转子及水轮一体的多级全贯流水轮发电机，包括连接导流壳体，连接导流壳体左侧安装有一级水轮发电壳体且右侧安装有二级水轮发电壳体，一级水轮发电壳体外端安装有进水导流壳体，二级水轮发电壳体外端安装有出水导流壳体，连接导流壳体内设有芯轴壳体，连接导流壳体、一级水轮发电壳体、二级水轮发电壳体、进水导流壳体、出水导流壳体、芯轴壳体同轴设置，
7.芯轴壳体外壁与连接导流壳体内壁之间设有支撑导叶片，芯轴壳体内同轴安装有一级芯轴和二级芯轴，一级芯轴穿入一级水轮发电壳体内且安装有一级水轮组件，二级芯轴穿入二级水轮发电壳体内且安装有二级水轮组件，一级水轮发电壳体内在一级水轮组件外依次安装有一级转子、一级定子，二级水轮发电壳体内在二级水轮组件外依次安装有二级转子、二级定子，一级芯轴、二级芯轴、一级水轮组件、二级水轮组件、一级转子、一级定子、二级转子、二级定子同轴设置。
8.一级水轮组件包括安装在一级芯轴上的两个一级轴承和两个一级轴承盖，两个一级轴承盖位于两个一级轴承的两端，两个一级轴承上安装有一级水轮轮毂，一级水轮轮毂上安装有一级水轮叶片，一级水轮叶片与一级转子固定连接。
9.一级轴承盖与一级芯轴之间设有一级旋转机械密封、一级骨架油封。
10.二级水轮组件包括安装在二级芯轴上的两个二级轴承和两个二级轴承盖，两个二级轴承盖位于两个二级轴承的两端，两个二级轴承上安装有二级水轮轮毂，二级水轮轮毂上安装有二级水轮叶片，二级水轮叶片与二级转子固定连接。
11.二级轴承盖与二级芯轴之间设有二级旋转机械密封、二级骨架油封。
12.一级定子中设有一级电枢绕组，一级电枢绕组是由一级绕组线绕制而成，二级定子中设有二级电枢绕组，二级电枢绕组是由二级绕组线绕制而成。
13.一级转子、二级转子均为铜导条鼠笼式结构，由若干0.5mm厚的硅钢片叠压而成。
14.进水导流壳体截面为侧置的八字形结构，进水导流壳体外端面设有进水壳体法兰，进水导流壳体内壁上设有进水导叶片，进水导流壳体外壁中间位置设有进水壳体连接环板，进水壳体连接环板通过螺栓与一级水轮发电壳体固定连接。
15.出水导流壳体截面为侧置的八字形结构，出水导流壳体外端面设有出水壳体法兰，出水导流壳体内壁上设有出水导叶片，出水导流壳体外壁中间位置设有出水壳体连接环板，出水壳体连接环板通过螺栓与二级水轮发电壳体固定连接。
16.连接导流壳体两端设有连接法兰，一级水轮发电壳体右侧设有一级连接板，一级连接板通过螺栓与连接导流壳体的连接法兰固定连接，二级水轮发电壳体左侧设有二级连接板，二级连接板通过螺栓与连接导流壳体的连接法兰固定连接。
17.本实用新型的有益效果是：本实用新型由多组转子水轮组成，成倍数提高发电机功率，其转子水轮为一体结构，体积大大缩小，水轮不通过转轴的传递直接带动转子转动工作，水流直接从发电机内腔流过，因此大大降低了机械和水力损失，提高了效率。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型内部水轮传动结构的示意图；
20.图中：1-连接导流壳体；2-一级水轮发电壳体；3-二级水轮发电壳体；4-进水导流壳体；5-出水导流壳体；6-芯轴壳体；7-支撑导叶片；8-一级芯轴；9-二级芯轴；10-一级转子；11-一级定子；12-二级转子；13-二级定子；14-一级轴承； 15-一级轴承盖；16-一级水轮轮毂；17-一级水轮叶片；18-一级旋转机械密封； 19-一级骨架油封；20-二级轴承；21-二级轴承盖；22-二级水轮轮毂；23-二级水轮叶片；24-二级旋转机械密封；25-二级骨架油封；26-一级电枢绕组；27-一级绕组线；28-二级电枢绕组；29-二级绕组线；30-进水壳体法兰；31-进水导叶片； 32-进水壳体连接环板；33-出水壳体法兰；34-出水导叶片；35-出水壳体连接环板；
21.以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
23.如图1至图2所示，一种定子、转子及水轮一体的多级全贯流水轮发电机，包括连接导流壳体1，连接导流壳体1左侧安装有一级水轮发电壳体2且右侧安装有二级水轮发电壳体3，一级水轮发电壳体2外端安装有进水导流壳体4，二级水轮发电壳体3外端安装有出水导流壳体5，连接导流壳体1内设有芯轴壳体 6，连接导流壳体1、一级水轮发电壳体2、二级水轮发电壳体3、进水导流壳体 4、出水导流壳体5、芯轴壳体6同轴设置，
24.芯轴壳体6外壁与连接导流壳体1内壁之间设有支撑导叶片7，芯轴壳体6 内同轴安装有一级芯轴8和二级芯轴9，一级芯轴8穿入一级水轮发电壳体2内且安装有一级水轮组
件，二级芯轴9穿入二级水轮发电壳体3内且安装有二级水轮组件，一级水轮发电壳体2内在一级水轮组件外依次安装有一级转子10、一级定子11，二级水轮发电壳体3内在二级水轮组件外依次安装有二级转子12、二级定子13，一级芯轴8、二级芯轴9、一级水轮组件、二级水轮组件、一级转子10、一级定子11、二级转子12、二级定子13同轴设置。
25.一级水轮组件包括安装在一级芯轴8上的两个一级轴承14和两个一级轴承盖15，一级轴承14能承受径向力和轴向力，两个一级轴承盖15位于两个一级轴承14的两端，两个一级轴承14上安装有一级水轮轮毂16，一级水轮轮毂16 上安装有一级水轮叶片17，一级水轮叶片17与一级转子10固定连接。
26.一级轴承盖15与一级芯轴8之间设有一级旋转机械密封18、一级骨架油封 19。一级旋转机械密封18和一级骨架油封19双重密封，防止周围环境水进入一级轴承14中，保持一级轴承14良好的油脂润滑及密封。
27.二级水轮组件包括安装在二级芯轴9上的两个二级轴承20和两个二级轴承盖21，二级轴承20能承受径向力和轴向力，两个二级轴承盖21位于两个二级轴承20的两端，两个二级轴承20上安装有二级水轮轮毂22，二级水轮轮毂22 上安装有二级水轮叶片23，二级水轮叶片23与二级转子12固定连接。
28.二级轴承盖21与二级芯轴9之间设有二级旋转机械密封24、二级骨架油封 25。二级旋转机械密封24和二级骨架油封25双重密封，防止周围环境水进入二级轴承20中，保持二级轴承20良好的油脂润滑及密封。
29.一级定子11中设有一级电枢绕组26，一级电枢绕组26是由一级绕组线27 绕制而成，二级定子13中设有二级电枢绕组28，二级电枢绕组28是由二级绕组线29绕制而成。一级绕组线27、二级绕组线29是利用多层共熔共挤绕组线技术制造的专用耐水绕组线，可以长期浸泡在水中运行，彻底解决了干式发电机电枢绕组温升高和密封的难题，因此本实用新型实际提供了一种湿式水轮发电机。
30.一级转子10、二级转子12均为铜导条鼠笼式结构，由若干0.5mm厚的硅钢片叠压而成。一级转子10的内壁称为一级转子内圆，一级水轮叶片17的外切圆称为一级水轮外圆，一级转子内圆与一级水轮外圆焊接成一个整体。二级转子 12的内壁称为二级转子内圆，二级水轮叶片23的外切圆称为二级水轮外圆，二级转子内圆与二级水轮外圆焊接成一个整体。
31.进水导流壳体4截面为侧置的八字形结构，进水导流壳体4外端面设有进水壳体法兰30，进水导流壳体4内壁上设有进水导叶片31，进水导流壳体4外壁中间位置设有进水壳体连接环板32，进水壳体连接环板32通过螺栓与一级水轮发电壳体2固定连接。
32.出水导流壳体5截面为侧置的八字形结构，出水导流壳体5外端面设有出水壳体法兰33，出水导流壳体5内壁上设有出水导叶片34，出水导流壳体5外壁中间位置设有出水壳体连接环板35，出水壳体连接环板35通过螺栓与二级水轮发电壳体3固定连接。
33.进水导流壳体4的叶型水力模型设计是以进水导流壳体4内的进水导叶片 31的水流空间方向与一级水轮叶片17的空间布置走向接近于垂直。连接导流壳体1的叶型水力模型设计是以连接导流壳体1的支撑导叶片7的水流空间方向与二级水轮叶片23的空间布置走向接近于垂直。由进水导流壳体4、出水导流壳体5和中间的连接导流壳体1，经中间一级芯轴8和二级芯轴9起保持中心及同心度的支撑作用。
34.进水导流壳体4内的进水导叶片31为直面或球面，用于水轮发电机水头变化较大
(≥50％)的应用场合。
35.连接导流壳体1两端设有连接法兰，一级水轮发电壳体2右侧设有一级连接板，一级连接板通过螺栓与连接导流壳体1的连接法兰固定连接，二级水轮发电壳体3左侧设有二级连接板，二级连接板通过螺栓与连接导流壳体1的连接法兰固定连接。
36.本实用新型工作时，水流冲击全贯流水轮发电机的一级水轮组件和二级水轮组件使其转动，一级水轮组件带动发电机的一级转子10跟着转动，二级水轮组件带动发电机的二级转子12跟着转动，在电磁场的作用下，一级定子11中的一级电枢绕组26(又称定子绕组)产生电动势、电压和电流，将水力运动的机械能转换成从一级电枢绕组26输出的电能。二级定子13中的二级电枢绕组28(又称定子绕组)产生电动势、电压和电流，将水力运动的机械能转换成从二级电枢绕组28输出的电能。一级电枢绕组26和二级电枢绕组28输出的电能，可以并联单路供电，也可以独立双路供电，发电功率更加可控。
37.全贯流发电机采用湿式定子结构，一级电枢绕组26和二级电枢绕组28可以浸入水中工作，并通过水流对一级电枢绕组26和二级电枢绕组28进行冷却。本实用新型整体结构属于敞开式，工作环境介质为水，因此没有普通干式发电机的密封防水要求，减少了因干式发电机密封失效进水而引起发电机烧毁的安全隐患，大大提高水轮发电机的可靠性。采用湿式定子，结构简单、可靠性高、维护保养方便，可以大大降低基建投资。因此具有很大的经济和社会效益，市场前景广阔、潜力巨大，值得大力推广。
38.上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。