CN108988578B - 一种虚拟同步发电机台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟同步发电机台，包括虚拟同步发电单元和冷却器；所述冷却器包括冷却器主体、进气配管、分管器、柱体部，所述冷却器主体包括冷热交换器和冷却管；所述柱体部是横截面为多边形的中空柱体，柱体部的至少一部分与虚拟同步发电单元接触，所述冷却管从所述柱体部的底部到所述柱体部的顶部螺旋地设置在所述柱体部内壁上，所述冷却管的第一子管和第二子管并列设置；所述分管器与所述第一子管和所述第二子管连接，所述分管器还与所述冷热交换器的冷空气排出端口连接；所述冷热交换器的热空气进入端口处设置有气流控制部件，所述气流控制部件用于改变热空气的流通角度以及用于控制热空气的流动；本发明能适应具有较高温度的外部环境。

Description

一种虚拟同步发电机台

技术领域

本发明涉及虚拟同步发电技术领域，特别涉及一种虚拟同步发电机台。

背景技术

传统的虚拟同步发电机台需要避免在具有较高温度的环境中运行，原因是具有较高温度的环境会影响虚拟同步发电机台的运行效率。

因此，有必要采取相应的措施，以避免较高的温度对传统的虚拟同步发电机台的运行效率产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚拟同步发电机台，其能适应具有较高温度的外部环境。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种虚拟同步发电机台，所述虚拟同步发电机台包括虚拟同步发电单元和冷却器；所述冷却器包括冷却器主体、进气配管、分管器、柱体部，所述冷却器主体包括冷热交换器和冷却管；所述柱体部是横截面为多边形的中空柱体，柱体部的至少一部分与虚拟同步发电单元接触，所述冷却管从所述柱体部的底部到所述柱体部的顶部螺旋地设置在所述柱体部内壁上，所述冷却管的第一子管和第二子管并列设置；所述分管器与所述第一子管和所述第二子管连接，所述分管器还与所述冷热交换器的冷空气排出端口连接；所述冷热交换器的热空气进入端口处设置有气流控制部件，所述气流控制部件用于改变热空气的流通角度以及用于控制热空气的流动。

在上述虚拟同步发电机台中，所述进气配管包括第一管体和第二管体。

在上述虚拟同步发电机台中，所述冷却器主体包括接合构件，所述接合构件包括第一接合构件和第二接合构件。

在上述虚拟同步发电机台中，所述第一管体与所述第一接合构件的第一通孔沿垂直于与所述第一接合构件的凸起部的表面延伸。

在上述虚拟同步发电机台中，所述第一管体用于在宽度方向的中间位置将所述第一接合构件沿前后方向反转。

在上述虚拟同步发电机台中，所述第一管体通过所述第一接合构件接合到所述冷热交换器的所述热空气进入端口中。

在上述虚拟同步发电机台中，所述第二接合构件用于接合所述第二管体和所述冷热交换器的热空气进入端口。

在上述虚拟同步发电机台中，所述第二管体的前向开口边缘附接到所述虚拟同步发电机台的壳体外部。

在上述虚拟同步发电机台中，所述第二管体的后向开口边缘由橡胶材料构成。

在上述虚拟同步发电机台中，所述冷却器还包括冷却剂供应单元，所述冷却剂供应单元用于将冷却剂经由冷却剂输送管供给至所述冷热交换器中。

相对现有技术，本发明能适应具有较高温度的外部环境。

附图说明

图1为本发明的虚拟同步发电机台的示意图；

图2为本发明的虚拟同步发电机台中冷却器主体、冷却剂供应单元、冷却剂输送管的连接关系的示意图；

图3为本发明的虚拟同步发电机台中柱体部与冷却管的位置关系的示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明的虚拟同步发电机台包括虚拟同步发电单元102、壳体101、电源、冷却器103。虚拟同步发电机台的所述电源与虚拟同步发电单元102和冷却器103连接，电源用于向虚拟同步发电单元102和冷却器103提供电能。虚拟同步发电单元102、电源和冷却器103均设置于所述壳体101内。所述冷却器103贴附于所述虚拟同步发电单元102的至少一部分，所述冷却器103用于对虚拟同步发电单元102进行冷却。

所述冷却器103包括控制单元、聚热板、运转部、冷却器主体104、承载轴、冷却剂供应单元105、冷却剂输送管106、排气处理器、安装部件。

控制单元用于控制冷却器103的运行与关闭。

聚热板的板面为弯曲状，聚热板由聚热层、过滤层以及隔热层组成。过滤层设置在聚热层与隔热层之间。过滤层与聚热层之间具有第一预定距离，过滤层与隔热层之间具有第二预定距离。

聚热层由聚热材料（例如，黑色的橡胶）制成，聚热层用于吸收虚拟同步发电单元102运行时散发出来的热量。过滤层由过滤材料制成，过滤层用于过滤空气中的颗粒物体。隔热层由隔热材料制成，隔热层用于防止聚热层积聚的热量流失。过滤层还设置有具有蜂窝状网孔的保温网，过滤层还用于聚积虚拟同步发电单元102运行时散发并透过所述聚热层的热量。

运转部和承载轴彼此正交，运转部设置在聚热板的底部边缘和承载轴的上侧之间，承载轴支撑并连接运转部。运转部用于使承载轴进行往复运动。

冷却剂供应单元105通过冷却剂输送管106与冷却器主体104相连接，冷却剂供应单元105用于向冷却器主体104供应冷却剂，运转部包括驱动轴、第一驱动构件、第二驱动构件、导轨、齿轮、轴承载部件、输入构件和输出构件。承载轴由外轴、内轴、外轴构件、内轴构件和橡胶圈、第一接头和第二接头构成。

驱动轴与承载轴接合。第一驱动构件和第二驱动构件设置在驱动轴的横向对称的面上。第一驱动构件设置在驱动轴左侧并且经由轴承载部件连接输入构件，第二驱动构件设置在驱动轴右侧并且经由轴承载部件连接到输出构件。输入构件的长度与输出构件的长度相同。驱动轴用于驱动输入构件和输出构件，以形成压缩热空气。

导轨等距地形成在运转部的内周面上，导轨设置有滚珠。轴承载部件与运转部的轴线同轴配置，齿轮设置在运转部的驱动轴的后端，齿轮连接第一驱动构件。驱动轴与导轨相互连接，滚珠配置在导轨的内周面侧。当滚珠沿着导轨滑动时，导轨和驱动轴用于在轴向上相对于彼此移动。滚珠用于在齿轮和驱动轴倾斜的情况下在导轨中平滑地滑动。

承载轴由金属材料制成。承载轴依次具有朝向运转部前方缩径的窄径部，从窄径部的前端向后方延伸的微径部，以及从窄径部的后端向后方开口的宽径部。窄径部和宽径部设置为中空圆管部件，微径部为实心圆管部件。微径部内嵌于并固定于运转部的后端。微径部的前端由支撑架支撑。支撑架将承载轴相对于虚拟同步发电机台的壳体101可旋转地支撑。

外轴和内轴均设置为中空圆管状，外轴嵌合于承载轴的宽径部，内轴嵌合于承载轴的窄径部。外轴构件是环状的金属部件，外嵌于承载轴的外轴中。内轴构件是比外轴构件的直径小的环状的金属部件，固定在承载轴的内轴中。第一接头设置在外轴上，用于接合外轴构件，第二接头设置在内轴上，用于接合内轴构件。外轴构件和内轴构件与橡胶圈一体地形成。橡胶圈用于通过弹性变形来抑制承载轴运行时的振动作用力传递到虚拟同步发电机台的壳体101。外轴构件是具有多个不同的外径部分的构件，内轴构件是具有多个不同的内径部分的构件。

冷却器主体104还包括冷热交换器、进气配管、接合构件、分管器、柱体部107和冷却管108。

冷热交换器设置有热空气进入端口、冷却剂进入端口和冷空气排出端口，冷却剂进入端口与冷却剂输送管106连接，进气配管与热空气进入端口连接，冷空气排出端口与冷却管108连接。

进气配管包括第一管体和第二管体。

接合构件包括第一接合构件、第二接合构件、第一螺栓、第二螺栓、第一螺母和第二螺母。

第一管体是前后两端开口的中空圆管部件，第一管体用于输送具有第一流速的热空气，第一管体在整个长度上具有恒定的直径。第一接合构件用于将第一管体和冷热交换器接合，第二接合构件用于将第二管体和冷热交换器接合。第一管体具有第一外周壁部和第一内周壁部。第一接合构件设置有第一通孔。第一通孔形成在第一接合构件的后端的内周表面上。第一通孔是第一接合构件和承载轴的外轴连通的通孔。第一螺栓的外周面具有螺纹槽，第一螺栓的螺纹槽从第一接合构件的后部突出。

第一接合构件在第一管体径向向外的方向上形成有凸起部，第一接合构件的凸起部插入到第一管体，第一管体的前端开口边缘附接在承载轴的橡胶圈内，第一管体与承载轴正交垂直的中心向下连接到第一接合构件的凸起部，第一管体与第一通孔沿垂直于与第一接合构件的凸起部的表面延伸，第一管体用于在宽度方向的中间位置将第一接合构件沿前后方向反转。第一螺栓穿过第一通孔，以将第一接合构件与第一管体和承载轴的外轴串合起来，第一螺栓与第一螺母相嵌合，以垂直接合于第一接合构件和承载轴的外轴。第一管体通过第一接合构件接合到冷热交换器的热空气进入端口中。

第一内周壁部的内径大于凸起部外径。第一管体用于在不与凸起部碰撞的情况下，推动承载轴的橡胶圈向前，以使输入构件接收来自承载轴的推动力。当输出构件接收到来自承载轴的前方碰撞力时，第一管体的后端开口边缘穿过橡胶圈并退缩，以防止与凸起部发生碰撞。

输出构件用于沿着承载轴的延伸方向将聚热板的热空气经由第一管体供给至冷热交换器中。

第二管体是前后两端开口的中空圆管部件，第二管体用于输送具有第二流速的热空气，第二管体在整个长度上具有恒定的直径。第二管体具有第二外周壁部和第二内周壁部。第二接合构件设置有第二通孔。第二通孔形成在第二接合构件的后端的内周表面朝向冷热交换器的上侧的位置上。第二通孔是第二接合构件和冷热交换器接合连通的通孔。第二螺栓的外周面具有螺纹槽，第二螺栓的螺纹槽从第二接合构件的后部突出。

第二管体的前向开口边缘附接到虚拟同步发电机台的壳体101外部，第二管体的后向开口边缘由橡胶材料构成，第二螺栓穿过第二通孔，以将第二接合构件与第二管体和冷热交换器串合起来，第二螺栓与第二螺母相嵌合。第二接合构件用于接合第二管体和所述冷热交换器的热空气进入端口。冷却剂供应单元105用于将冷却剂经由冷却剂输送管供给至冷热交换器中。

第二管体在第二接合构件中径向向内的方向上形成有凹陷部。第二内周壁部的内径设定为大于凹陷部的外径。

第二管体的后向开口边缘用于在第一管体的后端开口边缘穿过橡胶圈并退缩时收缩，直至持续到凹陷部与冷热交换器接触为止。

柱体部107为横截面为多边形的中空柱体，柱体部107的至少一部分与虚拟同步发电单元102接触，冷却管108从柱体部107的底部到柱体部107的顶部螺旋地设置在柱体部内壁上。冷却管108具有双管结构，冷却管108的第一子管和第二子管并列设置，以提高冷却效率。分管器与第一子管和第二子管连接，分管器还与冷热交换器的冷空气排出端口连接。冷热交换器的热空气进入端口处设置有气流控制部件，气流控制部件用于改变热空气的流通角度以及用于控制热空气的流动。

排气处理器包括排气配管、喷气口、收缩部分、调控单元、连接构件、紧固螺栓和紧固螺母。排气处理器设置在冷却器103的内部下侧。

收缩部分设置在排气处理器的内部，收缩部分用于控制排气处理器内的气体的流动。收缩部分设置于排气配管的前方，收缩部分具有第一直径部、从第一直径部向后方缩小的缩径部以及从排气配管的尾端向后方延伸的第二直径部。

在第一直径部的前端形成有前端开口边缘，在第二直径部的后端形成有后端开口边缘。

排气配管是前后两端开口的中空圆管部件，排气配管用于使得冷空气在排气配管的内部流动，排气配管在整个长度上具有恒定的直径。连接构件设置有连通孔。连通孔形成在连接构件的前端的内周表面上。连通孔是排气配管与连接构件和冷却器103的冷热交换器接合连通的通孔。紧固螺栓的外周面具有螺纹槽，紧固螺栓的螺纹槽从连接构件后部突出。

排气配管的前侧开口边缘附接到冷热交换器的冷空气排出端口，排气配管的后侧开口边缘附接有喷气口，紧固螺栓穿过连通孔，以将连接构件与排气配管和冷热交换器的串合起来，紧固螺栓嵌合紧固螺母，连接构件用于接合排气配管的前侧开口边缘和冷热交换器右侧的冷空气排出端口。

收缩部分的缩径部嵌合到排气处理器，排气配管在冷却器103的右侧面方向上延伸。喷气口的外径比排气配管的外径大，喷气口无缝接合到排气配管。排气配管和至少两个喷气口与冷却器103的冷热交换器的冷空气排出端口连通。

排气配管和收缩部分设置在排气处理器的端部上。

由于排气处理器具有可动空间，因此能够改变排气配管的喷气口的方向。

调控单元由调控主体、启动按键、定时器、气阀、仪表构成。

定时器、气阀和仪表设置在调控主体的横向对称的面上。调控单元设置在壳体101的表面。仪表和定时器为对称的位置关系，仪表配置在壳体101外部能够目视的位置。当仪表指针停止在期望的位置时，针对虚拟同步发电单元102的整个表面或在期望的表面通过调控单元进行冷却。气阀与定时器邻接在调控单元的左侧表面。

调控单元用于调整喷气口的喷气角度，例如，调控单元用于在竖直方向上将喷气口调控为延伸状态。

喷气口从排气配管的末端突出，喷气口的长度比排气配管的倾斜侧边的长度短，喷气口的较短的上侧指向虚拟同步发电单元102的背面，喷气口的较长的下侧指向虚拟同步发电单元102的表面。

虚拟同步发电单元102与排气配管相对，喷气口用于输出冷空气。调控单元用于使得排气配管沿上下方向移动，喷气口面向斜下方，调控单元用于使得喷气口沿中心旋转，以使喷气角度发生变化。所有喷气口的喷气角度沿相同的方向改变。调控单元用于改变排气配管的喷气角度，以使虚拟同步发电单元102在纵向和横向方向上得到冷却。

调控单元用于使得所有喷气口的喷气角度在相同的方向上改变，或者用于使得不同的喷气口的喷气角度发生个别的改变。

喷气口的喷气角度可以根据调控单元手动启动按键地进行电动变化，也可以通过定时器周期性地发生改变。喷气口用于预先通过气阀设定排气处理器内部的压力来对虚拟同步发电单元102进行冷却。

调控单元用于使得排气配管的喷气口角度朝上，以冷却比排气配管位置高的虚拟同步发电单元102的背面。调控单元用于使得排气配管的喷气口角度朝下，以冷却比排气配管位置低的虚拟同步发电单元102的表面。冷热交换器用于把从排气配管流通出来的冷空气对虚拟同步发电单元102进行冷却。通过改变排气配管的喷气角度，对冷却虚拟同步发电单元102的前后表面甚至整个主机进行冷却。

所述虚拟同步发电机台还包括缓冲构件；

所述虚拟同步发电单元102和所述缓冲构件设置于所述壳体101内，所述缓冲构件设置于所述虚拟同步主体的外表面与所述壳体101的内表面之间，所述缓冲构件用于缓冲所述虚拟同步发电单元102向所述壳体101施加的震动作用力；

所述缓冲构件包括以一维阵列或二维阵列排列的至少两个缓冲垫，所述缓冲垫包括第一刚性层、第二刚性层和柔性层，所述柔性层设置于所述第一刚性层和所述第二刚性层之间，所述第一刚性层与所述壳体101的内表面相连接，所述第二刚性层与所述虚拟同步发电单元102的外表面相连接。

所述柔性层的材料为泡棉。

所述第一刚性层朝向所述柔性层的表面上设置有至少两第一刺钉。

至少两所述第一刺钉以一维阵列或二维阵列的形式排列。

所述第一刺钉刺入至所述柔性层中。

所述第一刺钉的长度小于所述柔性层的厚度。

所述第二刚性层朝向所述柔性层的表面上设置有至少两第二刺钉。

至少两所述第二刺钉以一维阵列或二维阵列的形式排列。

所述第二刺钉刺入至所述柔性层中。

所述第二刺钉的长度小于所述柔性层的厚度。

安装部件的至少一部分设置于冷却器103的冷却器主体104上，安装部件用于将冷却器主体104与虚拟同步发电单元102相固定，安装部件包括接合主体、接合分部和接合底座，接合底座设置于虚拟同步发电单元102上，接合分部与冷却器主体104相连接，接合主体连接接合分部和接合底座，接合主体设置于所述接合底座上。

接合主体具有顶端部、中间部、凹入部和底端部。顶端部设置在接合主体的上端，中间部设置在接合主体的中部位置，中间部的形状为圆环板状。凹入部经由中间部设置在接合主体的下方，并朝向上方竖立。中间部和底端部以预定的间隔与顶端部平行相对。底端部的形状为圆环板状。底端部形成在凹入部的外周。底端部从凹入部向径向外侧突出。通过把凹入部连接底端部以提高凹入部的强度。底端部支撑于接合底座上。

接合分部包括第一连接部件、第二连接部件、第三连接部件、第一接合螺栓、第二接合螺栓、第三接合螺栓、第一接合螺母、第二接合螺母、第三接合螺母。

第一连接部件、第二连接部件、第三连接部件均设置于接合主体上，第一连接部件设置有第一接合体和第一插入部，第一插入部的一端与第一接合体连接，所述第一插入部的另一端朝远离第一接合体的方向延伸，所述第一插入部为柱状，第二连接部件设置有第二接合体和第二插入部，第二插入部的一端与第二接合体连接，所述第二插入部的另一端朝远离第二接合体的方向延伸，所述第二插入部为柱状，第三连接部件设置有第三接合体和第三插入部，第三插入部的一端与第三接合体连接，所述第三插入部的另一端朝远离第三接合体的方向延伸，所述第三插入部为柱状。第一接合螺栓设置在第一接合体上，并与第一接合螺母相嵌合第二接合螺栓设置在第二接合体上，并与第二接合螺母相嵌合，第三接合螺栓设置在第三接合体上，并与第三接合螺母相嵌合。

接合底座具有供第一插入部插入的第一中心孔，和供第二插入部插入的第二中心孔，以及供第三插入部插入的第三中心孔，插入于第一中心孔中的第一插入部用于支撑第一接合体，插入于第二中心孔中的第二插入部用于支撑第二接合体，插入于第三中心孔中的第三插入部用于支撑第三接合体。接合底座设置在接合部件下方，接合主体附接到接合底座。

第一接合体设置在第一管体与冷热交换器彼此相抵接的热空气进入端口上，第二接合体设置在第二管体与冷热交换器彼此相抵接的热空气进入端口上，第三接合体设置在排气配管与冷热交换器彼此相抵接的冷空气排出端口上。第一管体的末端与第一接合体连接，第二管体的末端与第二接合体连接，排气配管的末端与第三接合体连接。

第一接合体、第二接合体和第三接合体均是由金属制成的长条状板体，第一接合体、第二接合体和第三接合体分别设置有第一筒部、第二筒部和第三筒部，第一插入部的至少一部分设置于第一接合体的第一筒部内，第二插入部的至少一部分设置于第二接合体的第二筒部内，第三插入部的至少一部分设置于第三接合体的第三筒部内。

第一连接部件、第二连接部件、第三连接部件用于将第一管体、第二管体和排气配管的进行牢固连接。

所述虚拟同步发电机台还包括条状支撑件；

所述虚拟同步发电单元102设置于所述壳体101内，所述条状支撑件设置于所述虚拟同步发电单元102的外表面与所述壳体101的内表面之间，所述条状支撑件的一端固定于所述壳体101的内表面上，所述条状支撑件的另一端与所述虚拟同步发电单元102的外表面相固定；

所述条状支撑件包括第一分段、第二分段和第三分段，所述第二分段设置于所述第一分段与所述第三分段之间，并且所述第二分段与所述第一分段和所述第三分段相连，所述第一分段和所述第三分段均为刚性构件，所述第二分段为弹性构件，所述第二分段用于缓冲所述第一分段和所述第三分段之间的压力或拉力。

所述第一分段远离所述第二分段的一端固定于所述壳体101的内表面上。

所述第一分段远离所述第二分段的一端通过第一铰链固定于所述壳体101的内表面上。

所述第一铰链具有第一铰接部、第二铰接部和第一转轴，所述第一铰接部的至少一部分、所述第二铰接部的至少一部分与所述第一转轴相嵌套。

所述第一铰接部与所述壳体101的内表面相固定，所述第二铰接部与所述第一分段远离所述第二分段的一端相固定。

所述第三分段远离所述第二分段的一端固定于所述虚拟同步发电单元102的外表面上。

所述第三分段远离所述第二分段的一端通过第二铰链固定于所述虚拟同步发电单元102的外表面上。

所述第二铰链具有第三铰接部、第四铰接部和第二转轴，所述第三铰接部的至少一部分、所述第四铰接部的至少一部分与所述第二转轴相嵌套。

所述第三铰接部与所述虚拟同步发电单元102的外表面相固定，所述第二铰接部与所述第三分段远离所述第二分段的一端相固定。

所述弹性构件为弹簧。

在本发明中，热空气是温度处于第一温度范围内的空气，冷空气是指处于第二温度范围内的空气，第一温度范围可例如为20摄氏度至100摄氏度的温度范围，第二温度范围可例如为-10摄氏度至30摄氏度的温度范围。

通过上述技术方案，本发明能适应具有较高温度的外部环境。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种虚拟同步发电机台，其特征在于，包括虚拟同步发电单元和冷却器；

所述冷却器包括冷却器主体、进气配管、分管器、柱体部，所述冷却器主体包括冷热交换器和冷却管；

所述柱体部是横截面为多边形的中空柱体，柱体部的至少一部分与虚拟同步发电单元接触，所述冷却管从所述柱体部的底部到所述柱体部的顶部螺旋地设置在所述柱体部内壁上，所述冷却管的第一子管和第二子管并列设置；

所述分管器分别与所述第一子管和所述第二子管连接，所述分管器还与所述冷热交换器的冷空气排出端口连接；

所述冷热交换器的热空气进入端口处设置有气流控制部件，所述气流控制部件用于改变热空气的流通角度以及用于控制热空气的流动。

2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述进气配管包括第一管体和第二管体。

3.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述冷却器主体包括接合构件，所述接合构件包括第一接合构件和第二接合构件。

4.根据权利要求3所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述第一管体与所述第一接合构件的第一通孔沿垂直于与所述第一接合构件径向形成的凸起部的表面延伸。

5.根据权利要求3所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述第一管体用于在其轴心位置将所述第一接合构件沿前后方向反转。

6.根据权利要求3所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述第一管体通过所述第一接合构件接合到所述冷热交换器的所述热空气进入端口中。

7.根据权利要求3所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述第二接合构件用于接合所述第二管体和所述冷热交换器的热空气进入端口。

8.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述第二管体的前向开口边缘附接到所述虚拟同步发电机台的壳体外部。

9.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述第二管体的后向开口边缘由橡胶材料构成。

10.根据权利要求2所述的虚拟同步发电机台，其特征在于，所述冷却器还包括冷却剂供应单元，所述冷却剂供应单元用于将冷却剂经由冷却剂输送管供给至所述冷热交换器中。

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