[发明专利]一种用于光电互感器供能的磁悬浮气动发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光电互感器供能的微型磁悬浮气动发电装置。

背景技术

以光电电流互感器为代表的新型电流互感器由于采用光纤将高压侧的信号处理单元与低压侧的二次处理系统隔离，因此可靠性好、测量精度高。但光电电流互感器高压侧的供电电源的稳定性对于整个互感器的可靠运行起着至关重要的作用，选择合适的供电方式是关系到整个互感器测量系统精确度的重要问题。

目前常见的供能方式主要有：母线电流取能供电、电容电流取能供电、激光供电、太阳能供电、气动供电等，其中，气动供电不失为一种新颖而可靠的供电方式。申请人在申请号为200810150003.8、名称为“一种用于电流互感器的气动供能装置”的发明专利中提出了一种采用空气动力装置配合风电转换装置的光电互感器的供能装置。在这种供能方式中，其中风电转换装置采用的是常见的微型发电机。但现有的发电机不管是直流还是交流型的，都存在机械轴承所造成的摩擦以及较大的功率损耗，使得电机系统积聚较多的热量不易散出，从而造成电机温升，影响电机长期运行的可靠性；另一方面由于不便于微气流启动，对输入能量有较高的参数要求，无疑增加了系统运行的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光电互感器供能的微型磁悬浮气动发电机，可解决背景技术的光电互感器气动供能方式中现有发电机所存在的上述缺陷。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种用于光电互感器供能的磁悬浮气动发电机，包括叶轮、机壳内壁的定子及绕组，定子中设置有转子，转子中沿轴向槽绕有励磁绕组，励磁绕组通过输入线连接直流电源，定子绕组通过输出线输出单相交流电；其特征在于，所述转子与一个主轴同轴，该主轴上还固联有一个同轴磁悬浮转子，相对该磁悬浮转子的机壳内壁设置有磁悬浮定子，磁悬浮定子的轴向长度大于磁悬浮转子的轴向长度，磁悬浮转子与磁悬浮定子构成主轴的磁悬浮轴承；主轴下端与一个固定于机壳底部中心的轴承平台连接；主轴上端连接叶轮，机壳底部侧壁开有排气孔，机壳上端通过径向进气口输入稳定气流作为动能推动叶轮使转子旋转发电。

上述方案中，所述直流电源为一个自取发电机输出端供电的装置，该装置包括一个可充电的蓄电池，其输入通过一个隔离变压器连接定子绕组输出线；蓄电池输出连接转子励磁绕组输入线。所述转子为隐极式单对磁极结构，磁极弧长为转子周长的1/4-1/3。所述轴承平台为关节轴承。所述主轴由硬质韧性合金钢制成中空结构；主轴上端连接叶轮处设有包型主轴端盖。

本发明相比现有传统微型发电机具有以下优点：①所述主轴采用永磁悬浮技术，减小了定转子之间的摩擦，提高了系统运行的可靠性和长期性，便于微气流启动。②轴承平台采用关节轴承，增加了主轴运转的灵活性，又能与永磁悬浮轴承配合约束主轴在轴向和径向自由度发生位移。③发电气流一方面提供系统输入能量，另一方面作为系统散热介质，提高了系统工作的可靠性，使能源得到了充分利用。④发电机采用单相隐极式同步发电机，转子励磁绕组由外部蓄电池供电，所述蓄电池不用额外充电，在发电装置运行过程中自取定子绕组输出完成充电行为，使装置利用效率达到最高。

与现有光电互感器高压侧其它供能方法相比，本发明与高压母线完全隔离，无需从互感器系统中取电，避免了对系统可靠运行的干扰；采用永磁悬浮机构的发电装置工作可靠、性能良好；采用流体气动技术发电无污染、效率高，能够促进环境保护。总之采用这种装置可以解决光电互感器在测量高压线路时没有可靠安全的高压侧电源问题，制作简单，便于推广使用。

附图说明：

图1为本发明磁悬浮气动发电机的剖面结构图。图中：1、主轴；2、永磁悬浮转子；3、永磁悬浮定子；4、电机转子；5、电机定子；6、机壳；7、主轴端盖；8、叶轮；9、排气孔；10、机壳底部；11、关节轴承；12、定子交流电输出线；13、转子励磁绕组输入线。

图2为本发明自取发电机给转子励磁绕组供电的蓄电池装置结构框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。