[实用新型]灯泡贯流式水轮发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种灯泡贯流式水轮发电机，具体说，是涉及能实现无刷双频发电，也能实现无刷变频发电；双频变频无刷同步发电机能使双频发电和变频发电实现无刷化，无需滑环电刷，无火花高频干扰，无滑环与炭刷磨损问题，且具有较强通风冷却效果的灯泡贯流式水轮发电机。

背景技术

灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的重要类型之一，其应用水头一般在25m以下，主要应用于潮汐电站及江河上的低水头电站，一般将发电机与水轮机直联，发电机安装于灯泡体内。由于其结构上从进水到出水方向上基本轴向贯通，不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失小，机组效率高，结构简单，施工方便。

传统的灯泡贯流式水轮发电机采用带碳刷的有刷励磁方式，其励磁电流是通过从外部的励磁系统通过励磁电缆导入到灯泡体内部的集电环碳刷，再导入到主发电机转子形成磁场。而主发电机是置入水下类似灯泡形的密闭结构，集电环碳刷需要经常进行维护和更换，同时运行碳刷磨损产生的碳粉会对主发电机产生污染，破环定、转子绝缘而且需要大截面的励磁电缆从外部的励磁设备把励磁电流导入到置入水下的灯泡式发电机，增加了成本，同时因主发电机内部空间狭小，对集电环碳刷的维护非常困难，而采用交流励磁机实现励磁的结构，占用了发电机的通风风道，增加了风阻，不利于发电机在作业过程中的热量的散发，且作业过程中的粉尘污染物极易进入密闭自循环通风路线中，直接影响发电机各元器件的使用寿命。

现有技术中针对泡贯流式水轮发电机组提出了几种优化后的结构形式，但都存在各种问题：1、CN201320462960.0提供的灯泡贯流式水轮发电机集中敞开式通风冷却系统，它的泡头部分设有将泡头分割成冷风腔和热风腔的泡头顶法兰；在定子机座的前机架部分设有将前机架分割出冷热风通道的前挡风板、后冷风挡风板和后热风挡风板；在定子机座内部设有将定子机座内部分割出冷风腔和热风腔的立挡风板和转子支架，通过将空冷器、风机分别集中统一布置，将机组的冷风和热风分别进行综合汇总，然而，该种设计的通风冷却系统，其冷风经过的的流道很长，直接影响通过风来带走热量的效率，其冷却效果较差，且较难维护和检修；2、CN201520299507.1提供的一种直通式冷却贯流水轮发电机通风装置，贯流机组中从出风口出来的热风通过引风板装配、中间环、与中间环挡风板引入到冷却器进行降温，降温后的冷空气通过导风筒被斜风流机吸入到发电机转子支架，挡风板、转子支架与转子挡风板形成挡风结构，让发电机内部与冷却通道形成一个空气的循环系统，然而采用此种结构的发电机通风装置，在实际应用过程中，其空气经过多个工作区域后，携带工作部件在工作中由于磨损带来的颗粒，直接通过密闭的通风冷却循环系统，再次进入工作区域，加快了工作部件的磨损，降低了整套设备的使用寿命，且存在较大的安全隐患；4、CN201210471881.6提供的一种大型灯泡式水轮发电机的圆盘型前机架，所述制动器需要先和灯泡贯流式水轮发电机的圆盘型前机架先装配后，并与之一起再与灯泡贯流式的机座安装固定，要求圆盘型前机架在吊装过程中，其装配精度要求高，且在现场安装过程中需要对制动器进行全方位的保护，避免在吊装过程中碰伤制动器，其安装过程中非常繁琐，且后续检修和维护过程中，需要拆卸圆盘型前机架，其工程量巨大，提高了整套设备的维护成本；5、CN201010297664.0提供的一种水轮发电机，包含上机架、定子、下机架、制动装置、电输出装置、皮带轮、发电机本体；所述发电机本体的中部设置有主轴；所述主轴一部分伸出发电机本体，其外端设置有皮带轮；所述主轴大部设置在发电机本体内部，其中间部位设置有飞轮；所述飞轮带动转子转动；所述定子设置在转子的外侧；所述制动装置与转子相连，移动制动装置可以增大其与转子的摩擦，使转子停止转动，然而采用此种结构的制动器，同样对安装的精度要求很高，且都是固定在部件的内部，后续检修和维护过程中，需要拆其它部件才能进行，其工程量巨大，提高了整套设备的维护成本。

因此，亟需一种布置简单、安装方便、能节省了安装空间，优化了安装工艺，提升了现场安装的效率，且便于后续的检修和更换，降低了后续的使用成本的灯泡贯流式水轮发电机。

发明内容

灯泡贯流式水轮发电机组的直径小、转速低，由转子和风扇等元件所产生的风压较常规水轮发电机的低很多。发电机的lt/τ值又很大，达6～7，所以挡风板装置的合理设计尤为重要。