【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水輪發電機，具體為一種高效節能的水輪發電機。
技術介紹
1、水輪發電機是指以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發電機。水流經過水輪機時，將水能轉換成機械能，水輪機的轉軸又帶動發電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出，是水電站生產電能的主要動力設備。
2、現有的水輪發電機需配備加速器使用，以增加水輪機輸入到水輪發電機的轉速，但目前的水輪發電機配備的加速器是位于水輪發電機的外部，這樣會增加發電系統所占用的空間，同時，目前的水輪發電機配備的加速器的轉速比的數值固定，因此無法根據水流速度或其他輸入動力的變化，調整發電機的轉速，導致水輪發電機無法始終工作在最佳效率點附近，從而影響到水輪發電機的效能。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種高效節能的水輪發電機，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、鑒于上述問題，本專利技術提出的技術方案是：
3、一種高效節能的水輪發電機，包括發電機、變速傳動機構，所述發電機包括第一外殼、第二外殼，所述第二外殼安裝在所述第一外殼的底面，且所述第一外殼和所述第二外殼的內部連通，所述第一外殼的內部轉動連接有主軸，所述第二外殼的內部傳動連接有輸入軸，所述變速傳動機構包括傳動軸，所述傳動軸轉動安裝在所述第一外殼、第二外殼的內部，所述傳動軸的外側安裝有第一連接環，所述輸入軸的外側安裝有第二連接環，所述第一連接環、第二連接環的外側均安裝有四組電動伸縮桿，所述電動伸縮桿的伸縮端均安裝有連接塊，所述連接塊具有凹槽，所述凹槽內
4、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述主軸的頂端位于所述第一外殼的外側，所述輸入軸的底端位于所述第二外殼的外側。
5、具體的，在第一連接環上的電動伸縮桿升到最長，第二連接環上的電動伸縮桿縮到最短時，第一連接環的直徑加上此刻其上的電動伸縮桿的長度仍小于第二連接環的直徑加上此刻其上的電動伸縮桿的長度，使得無論在何種狀況下，傳動軸的轉速都大于輸入軸的轉速，主軸的頂端安裝上光電式轉速傳感器，以此來時刻監測主軸的轉速，同時，利用儀器監測發電機的功率，同時建立數學模型，描述發電機的輸出功率、效率與轉速之間的關系，通過求解模型，得到最佳效率點對應的轉速值，并配合變速傳動機構來保證發電機能夠始終工作在最佳效率點附近。
6、具體的，第一連接環上的電動伸縮桿由一個控制系統控制，第二連接環上的電動伸縮桿由另一個控制系統控制，兩個系統聯動控制第一連接環上的電動伸縮桿、第二連接環上的電動伸縮桿，保證在第二連接環上的電動伸縮桿伸長特定距離后，第一連接環上的電動伸縮桿能夠縮短特定距離，使得同步帶能夠始終處于繃緊狀態。
7、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述傳動軸的外側安裝有主動齒輪，所述主軸的外側安裝有從動齒輪，所述主動齒輪和所述從動齒輪嚙合連接，所述主動齒輪大于所述從動齒輪的半徑。
8、采用上述進一步方案的有益效果是，利用主動齒輪和從動齒輪，使得傳動軸驅動主軸旋轉，同時通過對主動齒輪和從動齒輪尺寸的限制，能夠提高主軸的轉速。
9、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述第一外殼的內部安裝有第一主固定架，所述第一主固定架的夾角處安裝有第一分固定架，所述第一主固定架、第一分固定架的中心處分別安裝有第一推力軸承、第二推力軸承，所述第二外殼的內部安裝有第二主固定架，所述第二主固定架的夾角處安裝有第二分固定架，所述第二主固定架、第二分固定架的中心處分別安裝有第三推力軸承、第四推力軸承，所述主軸安裝在所述第一推力軸承的內圈，所述輸入軸安裝在所述第三推力軸承的內圈，所述傳動軸安裝在所述第二推力軸承、第四推力軸承的內圈。
10、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述主軸的外側安裝有轉子，所述第一外殼的內部安裝有定子，所述轉子的外側等距離安裝有若干勵磁繞組，所述定子的內圈等距離分布有若干齒槽，若干所述齒槽間繞卷有三相繞組。
11、具體的，第一外殼具有線槽，三相繞組的末端穿過線槽延伸至第一外殼的外部，當轉子的勵磁繞組通以直流電時，會在轉子周圍產生磁場，由水輪機驅動主軸旋轉，從而驅動轉子旋轉，轉子磁場與定子的三相繞組之間就產生了相對運動，轉子磁場與定子三相繞組的相對運動使得定子三相繞組中感應出電動勢，感應出的電動勢會在定子三相繞組中形成電流，將定子三相繞組連接到外部負載，電流就會流過負載，從而向負載提供電能。
12、具體的，主軸的外側還安裝集電環，定子上則通過電刷架安裝了電刷，電刷與集電環的表面緊密接觸，同時電刷還靠近勵磁系統的接入點，勵磁系統產生的直流勵磁電流通過電纜或母線輸送到電刷，電刷在彈簧的壓力作用下與集電環緊密接觸，將勵磁電流傳導到集電環上，集電環隨著轉子一起旋轉，將勵磁電流傳遞到轉子三相繞組中，從而在轉子周圍建立起磁場。
13、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述第一外殼、第二外殼的內部連接處安裝有屏蔽板。
14、具體的，屏蔽板的中心處留有一對開孔，用于主軸、傳動軸穿過，變速傳動機構位于屏蔽板的下方，轉子、定子位于屏蔽板的上方。
15、采用上述進一步方案的有益效果是，利用屏蔽板將變速傳動機構和轉子、定子隔開，以防變速傳動機構影響到轉子上的磁場。
16、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述第一外殼的外側設有若干散熱槽。
17、具體的，外部散熱機構安裝在第一外殼的外側，并靠近散熱槽，在散熱機構工作時，能夠完成第一外殼、第二外殼內的空氣與外部空氣的交換，從而對發電機、變速傳動機構進行散熱。
18、另一方面，本專利技術提供一種高效節能的水輪發電機的使用方法，包括以下步驟：
19、步驟一：將該裝置安裝在地下，并使輸入軸和水下的水輪機相連，將三相繞組與外部負載連接，并將該裝置與功率監測儀器相連，最后在主軸上安裝光電式轉速傳感器，第一連接環上的電動伸縮桿由一個控制系統控制，第二連接環上的電動伸縮桿由另一個控制系統控制；
20、步驟二：對勵磁系統通直流電，勵磁系統產生的直流勵磁電流通過電纜或母線輸送到電刷，電刷在彈簧的壓力作用下與集電環緊密接觸，將勵磁電流傳導到集電環上，集電環隨著轉子一起旋轉，將勵磁電流傳遞到轉子三相繞組中，從而在轉子周圍建立起磁場；
21、步驟三：水流作用到水輪機上時，水輪機就能夠通過輸出軸帶動輸入軸旋轉，從而驅動轉子旋轉，轉子磁場與定子的三相繞組之間就產生了相對運動，轉子磁場與定子三相繞組的相對運動使得定子三相繞組中感應出電動勢，感應出的電動勢會在定子三相繞組中形成電流，將定子三相繞組連接到外部負載，電流就會流過負載，從而向負載提供電能；
22、步驟四：利用儀器監測發電機的功率，同時建立數學模型，描述發電機的輸出功率、效率與轉速之間的關系，通過求解模型，得到最佳效率點對應的轉速值，利用控制系統控制第一連接環上的電動伸縮桿、第二連接環上的電動伸縮桿的長度，以控本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，包括發電機（100）、變速傳動機構（200），所述發電機（100）包括第一外殼（1001）、第二外殼（1002），所述第二外殼（1002）安裝在所述第一外殼（1001）的底面，且所述第一外殼（1001）和所述第二外殼（1002）的內部連通，所述第一外殼（1001）的內部轉動連接有主軸（1011），所述第二外殼（1002）的內部傳動連接有輸入軸（1004），所述變速傳動機構（200）包括傳動軸（2001），所述傳動軸（2001）轉動安裝在所述第一外殼（1001）、第二外殼（1002）的內部，所述傳動軸（2001）的外側安裝有第一連接環（2004），所述輸入軸（1004）的外側安裝有第二連接環（2005），所述第一連接環（2004）、第二連接環（2005）的外側均安裝有四組電動伸縮桿（2006），所述電動伸縮桿（2006）的伸縮端均安裝有連接塊（2007），所述連接塊（2007）具有凹槽，所述凹槽內轉動連接有同步輪（2008），所述變速傳動機構（200）還包括同步帶（2009），所述同步帶（2009）安裝在所述同步輪（2008）的外側，所述傳
2.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述傳動軸（2001）的外側安裝有主動齒輪（2002），所述主軸（1011）的外側安裝有從動齒輪（2003），所述主動齒輪（2002）和所述從動齒輪（2003）嚙合連接，所述主動齒輪（2002）大于所述從動齒輪（2003）的半徑。
3.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述第一外殼（1001）的內部安裝有第一主固定架（1009），所述第一主固定架（1009）的夾角處安裝有第一分固定架（1010），所述第一主固定架（1009）、第一分固定架（1010）的中心處分別安裝有第一推力軸承、第二推力軸承，所述第二外殼（1002）的內部安裝有第二主固定架（1012），所述第二主固定架（1012）的夾角處安裝有第二分固定架（1013），所述第二主固定架（1012）、第二分固定架（1013）的中心處分別安裝有第三推力軸承、第四推力軸承，所述主軸（1011）安裝在所述第一推力軸承的內圈，所述輸入軸（1004）安裝在所述第三推力軸承的內圈，所述傳動軸（2001）安裝在所述第二推力軸承、第四推力軸承的內圈。
4.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述主軸（1011）的外側安裝有轉子（1007），所述第一外殼（1001）的內部安裝有定子（1005），所述轉子（1007）的外側等距離安裝有若干勵磁繞組（1008），所述定子（1005）的內圈等距離分布有若干齒槽（1006），若干所述齒槽（1006）間繞卷有三相繞組。
5.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述第一外殼（1001）、第二外殼（1002）的內部連接處安裝有屏蔽板。
6.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述第一外殼（1001）的外側設有若干散熱槽（1003）。
7.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述主軸（1011）的頂端位于所述第一外殼（1001）的外側，所述輸入軸（1004）的底端位于所述第二外殼（1002）的外側。
...【技術特征摘要】
1.一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，包括發電機（100）、變速傳動機構（200），所述發電機（100）包括第一外殼（1001）、第二外殼（1002），所述第二外殼（1002）安裝在所述第一外殼（1001）的底面，且所述第一外殼（1001）和所述第二外殼（1002）的內部連通，所述第一外殼（1001）的內部轉動連接有主軸（1011），所述第二外殼（1002）的內部傳動連接有輸入軸（1004），所述變速傳動機構（200）包括傳動軸（2001），所述傳動軸（2001）轉動安裝在所述第一外殼（1001）、第二外殼（1002）的內部，所述傳動軸（2001）的外側安裝有第一連接環（2004），所述輸入軸（1004）的外側安裝有第二連接環（2005），所述第一連接環（2004）、第二連接環（2005）的外側均安裝有四組電動伸縮桿（2006），所述電動伸縮桿（2006）的伸縮端均安裝有連接塊（2007），所述連接塊（2007）具有凹槽，所述凹槽內轉動連接有同步輪（2008），所述變速傳動機構（200）還包括同步帶（2009），所述同步帶（2009）安裝在所述同步輪（2008）的外側，所述傳動軸（2001）和所述主軸（1011）傳動連接。
2.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述傳動軸（2001）的外側安裝有主動齒輪（2002），所述主軸（1011）的外側安裝有從動齒輪（2003），所述主動齒輪（2002）和所述從動齒輪（2003）嚙合連接，所述主動齒輪（2002）大于所述從動齒輪（2003）的半徑。
3.根據權利要求1所述的一種高效節能的水輪發電機，其特征在于，所述第一外殼（10...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊朕，
申請(專利權)人：氫裝上陣浙江科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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