CN118040939B - 一种同步调相机降损装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步调相机降损装置，具体涉及同步调相机技术领域，包括定子铁芯、输出轴、安装座、弧形挡板、密封部、连通槽、气体流通结构；用于在输出轴静止时，驱动两个弧形挡板朝输出轴径向内侧方向摆动的驱动单元。通过设置设置两个弧形挡板，输出轴在旋转时，弧形挡板受到离心力作用而朝输出轴的径向外侧旋转，使得输出轴旋转时，弧形挡板对空气产生扰流，并使得空气进入安装腔，由连通槽、连通腔进入定子铁芯和输出轴的气体流通结构内，进而实现输出轴旋转过程中，能够得到主动降温冷却，相对现有技术，气流的流速较快，进而能够改善同步调相机的降损效果，另外不需要设置额外的电气元件来进行驱动，进而不会造成能源上的消耗。

Description

一种同步调相机降损装置及方法

技术领域

本发明涉及同步调相机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种同步调相机降损装置及方法。

背景技术

同步调相机是一种无机械负载、处于特殊工作条件下的同步电动机。在无需补偿的条件下，转子励磁绕组电流为额定空载励磁电流，此时机端电压与电网电压相同。又由于转子没有机械负载，所以此时定子电枢绕组中几乎没有电流，故调相机不发出无功功率。当电网中出现大量无功需求时，励磁绕组就主动降低或升高励磁电流，从而使得机端电压低于或高于电网电压，故电枢绕组中就出现了容性或感性的无功电流，以平衡定子机端电压和电网电压的差值。这样，同步调相机就向电网中注入了容性或感性的无功电流，也称为发出容性或感性的无功功率。

中国专利公开号CN213585299U中公开了一种大容量同步调相机端部降损通风装置，包括压圈、压圈外侧屏蔽层、与屏蔽层相连的双层屏蔽层、屏蔽层外侧绝缘挡风板、通风压指、磁屏蔽、定位筋。通过设置双层屏蔽层，双层屏蔽层与屏蔽层、压圈和绝缘挡风板之间设置绝缘垫，通风压指内部设置有通风腔和多个轴向风道，磁屏蔽设置多个通风孔，并与通风压指轴向通风道中心线重合，有效的改善了大容量同步调相机端部电磁场的分布，减小了端部压圈，端部定位筋和端部通风压指中的涡流损耗，改变了端部的风向流动，降低了端部结构件中的最高温度，增强了同步调相机端部结构件的冷却效果。

上述现有技术中的同步调相机通过设置风道结构来实现提高通风冷却降损的效果，但是由于风道结构内的气流流速较低，进而使得冷却效果有待改善，使能够进一步地提高同步调相机的降损效果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种同步调相机降损装置及方法，本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的同步调相机依靠风道结构，且风道结构内的气流流速较低，并不能有效地改进同步调相机的降损效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种同步调相机降损装置，包括同步调相机的定子铁芯及输出轴，还包括：

同轴固接于所述输出轴一端的安装座，所述安装座邻近所述输出轴的一端开设有连通腔；

两个转动连接于所述安装座周缘上的弧形挡板，所述安装座周缘开设有供所述弧形挡板转动自由通过的安装腔，所述安装腔内设有密封部，所述安装腔内侧壁开设有若干连通槽，所述连通槽与所述连通腔相贯通；

设于所述定子铁芯及所述输出轴上的气体流通结构，所述气体流通结构与所述连通腔贯通；

用于在所述输出轴静止时，驱动两个所述弧形挡板朝所述输出轴径向内侧方向摆动的驱动单元。

进一步地，所述气体流通结构包括开设于所述输出轴一端的、且与所述连通腔贯通的进气孔，所述定子铁芯远离所述输出轴的一端开设有气体通道，所述气体通道一端开设有与所述进气孔贯通的第一连通孔，所述气体通道的另一端开设有第二连通孔，所述输出轴远离所述安装座的一端开设有与所述第二连通孔贯通的出气孔，所述输出轴外壁上开设有与所述出气孔贯通的散热孔。

进一步地，所述驱动单元包括：

同轴穿设于所述安装座上的旋转柱，所述旋转柱在所述安装座内自由旋转，且所述旋转柱一端穿入所述密封部至所述连通腔，所述旋转柱周缘上固接有两个耳块；

铰接于所述耳块上的铰链杆，所述铰链杆远离所述旋转柱的一端对应地铰接于所述弧形挡板上，所述密封部开设有供所述铰链杆自由通过的避空槽；

安装于所述安装座所开设的安装槽内的涡卷弹簧，所述涡卷弹簧两端分别固接于所述旋转柱和所述安装槽内壁上。

进一步地，两个所述弧形挡板沿所述安装座的轴向阵列设置，且所述弧形挡板朝所述安装座径向内侧方向摆动到位后，所述弧形挡板封闭所述安装腔的口部。

进一步地，所述旋转柱穿入所述连通腔内的一端套接有固定环，所述固定环上固接有挡块，所述挡块与所述连通槽相配合。

进一步地，所述挡块上设有密封结构，所述密封结构用于使所述挡块抵紧所述连通腔内侧壁，并封闭所述连通槽。

进一步地，所述密封结构包括：

水平穿设于所述挡块上的滑动销，所述滑动销在所述挡块上自由滑动，且所述滑动销朝向所述弧形挡板的一端固接有橡胶块；

同轴固接于所述连通腔内的限位环，所述限位环朝向所述固定环的一端面固接有突出部，所述突出部一端设有斜面；

用于驱动所述滑动销朝所述限位环移动的、并使所述滑动销端部与所述限位环端面和所述突出部表面滑动接触的弹性抵顶组件。

进一步地，所述滑动销远离所述橡胶块的一端转动嵌装有滚珠，所述滚珠滚动接触连接所述限位环端面和所述突出部表面。

进一步地，所述弹性抵顶组件包括：

套接于所述滑动销远离所述橡胶块一端的止动环；

套绕于所述滑动销上的弹簧，所述弹簧弹力方向两端分别弹性抵顶所述止动环和所述挡块。

一种同步调相机降损方法，应用如上所述的同步调相机降损装置，包括：

同步调相机在工作状态下，输出轴旋转，并使得弧形挡板受到离心力作用，进而沿与安装腔内壁的铰接处，朝输出轴的径向外侧方向摆动；

摆动到位后，随着输出轴的旋转，弧形挡板旋转时产生的气流将进入安装腔内，然后从连通槽进入连通腔；

进入连通腔内的气流将进入定子铁芯和输出轴的气体流通结构内，气流在气体流通结构内流动时，能够对定子铁芯和输出轴进行降温冷却；

同步调相机在静止状态下，由驱动单元驱动两个弧形挡板朝输出轴的径向内侧方向摆动，进而使弧形挡板封闭安装腔的口部。

本发明的技术效果和优点：

通过设置设置两个弧形挡板，输出轴在旋转时，弧形挡板受到离心力作用而朝输出轴的径向外侧旋转，使得输出轴旋转时，弧形挡板对空气产生扰流，并使得空气进入安装腔，进而再由连通槽、连通腔进入定子铁芯和输出轴的气体流通结构内，进而实现输出轴旋转过程中，能够得到主动降温冷却，相对现有技术，气流的流速较快，进而能够改善同步调相机的降损效果，另外不需要设置额外的电气元件来进行驱动，进而不会造成能源上的消耗；

通过设置旋转柱、涡卷弹簧和铰链杆，使得输出轴在静止状态下，涡卷弹簧对旋转柱产生驱动作用力，进而使得旋转柱带动铰链杆摆动，并使得弧形挡板朝输出轴的径向内侧方向摆动，进而封闭所述安装腔，使得输出轴在静止状态时，能够防止异物进入安装腔内；

通过设置挡块和固定环，使得弧形挡板在转动至安装腔内后，挡块对连通槽进行封闭，进而使得安装腔和连通腔处于隔断状态，使得在输出轴静止状态下，安装腔内的异物不会进入连通腔，另外设置橡胶块，使得弧形挡板在转动至安装腔内后，橡胶块能够卡入连通槽内，使得橡胶块将连通槽内壁的异物驱赶至安装腔内。

附图说明

图1为本发明中一种同步调相机降损装置的结构示意图；

图2为图1中结构的仰视角度示意图；

图3为图1中省略定子铁芯和输出轴后的结构示意图；

图4为图3中结构的爆炸分解示意图；

图5为图4中A处局部结构的放大示意图；

图6为图3中结构的侧视角度示意图；

图7为图3中结构另一个角度的爆炸分解示意图；

图8为图7中B处局部结构的放大示意图；

图9为图3中结构剖视示意图；

图10为本发明中安装座的结构示意图；

图11为图10中结构的剖视示意图；

图12为本发明中定子铁芯、输出轴装配后的剖视结构示意图。

附图标记为：1、输出轴；2、散热孔；3、定子铁芯；4、弧形挡板；5、旋转柱；6、涡卷弹簧；7、安装座；8、安装腔；9、铰链杆；10、安装槽；11、限位环；12、固定环；13、橡胶块；14、挡块；15、止动环；16、滑动销；17、弹簧；18、突出部；19、连通槽；20、连通腔；21、滚珠；22、避空槽；23、密封部；24、气体通道；25、出气孔；26、第二连通孔；27、第一连通孔；28、进气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图12所示，本实施例中公开了：一种同步调相机降损装置，包括同步调相机的定子铁芯3及输出轴1，输出轴1与电网设备驱动连接的一端开设有进气孔28，定子铁芯3远离输出轴1的一端开设有气体通道24，气体通道24一端开设有与进气孔28贯通的第一连通孔27，气体通道24的另一端开设有第二连通孔26，输出轴1远离进气孔28的一端开设有与第二连通孔26贯通的出气孔25，输出轴1外壁上开设有与出气孔25贯通的散热孔2，散热孔2未与电网设备的部位接触，或者说散热孔2的口部是敞口状态，这样空气从进气孔28进入第一连通孔27，然后由第一连通孔27进入气体通道24内，再由气体通道24进入第二连通孔26，随后再进入出气孔25，最后由散热孔2逸散，这样使得空气能够在输出轴1和定子铁芯3内流动，此外第一连通孔27和第二连通孔26沿定子铁芯3轴向中垂线对称设置，这样使得定子铁芯3内部较为均匀，避免影响定子铁芯3产生的磁场；

输出轴1对应同步调相机外壳尾部的一端同轴焊接有安装座7，安装座7呈圆柱状态，另外优选的，安装座7的外径与输出轴1的外径尺寸匹配，安装座7邻近输出轴1的一端开设有连通腔20，安装座7的周缘上沿其轴向阵列地铰接有两个弧形挡板4，此外，安装座7上开设有通孔形式的安装腔8，弧形挡板4沿与安装座7的铰接处朝输出轴1的径向内侧旋转时，弧形挡板4能够对安装腔8的口部进行封闭，安装腔8内设有密封部23，这样使得安装腔8被分割呈两个腔体，每个腔体对应一个弧形挡板4，安装腔8内侧壁开设有两个连通槽19，连通槽19与连通腔20相贯通，且两个连通槽19分别与安装腔8被密封部23所隔开的两个腔体相对应；

同步调相机在工作状态下，输出轴1将处于旋转状态，旋转时，受到离心力的作用，使得弧形挡板4沿与安装座7的铰接处，朝安装座7的径向外侧摆动，摆动到位后，受到安装腔8内壁的阻挡，使得弧形挡板4不会再继续摆动，另外弧形挡板4在输出轴1旋转时，将对空气产生扰流，使得空气进入安装腔8，然后从连通槽19进入连通腔20内，再由连通腔20进入与连通腔20贯通的进气孔28内，然后空气再从进气孔28进入第一连通孔27，然后由第一连通孔27进入气体通道24内，再由气体通道24进入第二连通孔26，随后再进入出气孔25，最后由散热孔2逸散，这样使得空气能够在输出轴1和定子铁芯3内流动，实现输出轴1旋转过程中，对定子铁芯3和输出轴1进行散热降温，相对现有技术，气流的流速较快，提高同步调相机的降损效果，另外不会产生能源上的消耗；

另外，安装座7上同轴穿设有旋转柱5，旋转柱5在安装座7内自由旋转，且旋转柱5一端穿入密封部23至连通腔20，旋转柱5周缘上焊接有两个耳块，两个耳块上分别铰接有一个铰链杆9，铰链杆9远离旋转柱5的一端对应地铰接于弧形挡板4上，密封部23开设有供铰链杆9自由通过的避空槽22，安装座7远离输出轴1的一端开设有安装槽10，安装槽10内安装有涡卷弹簧6，涡卷弹簧6两端分别固接于旋转柱5和安装槽10内壁上；

当弧形挡板4受到输出轴1旋转时所产生的离心力的作用时，弧形挡板4将朝输出轴1的径向外侧摆动，摆动时，弧形挡板4将带动铰链杆9进行摆动，使得铰链杆9带动旋转柱5进行旋转，而旋转柱5在旋转时，将对涡卷弹簧6产生收缩效果，并使得涡卷弹簧6开始蓄积弹性势能，这样当同步调相机的输出轴1静止时，涡卷弹簧6蓄积的弹性势能释放，并带动旋转柱5反向旋转，进而使得铰链杆9拉动弧形挡板4朝输出轴1的径向内侧方向摆动，直至弧形挡板4对安装腔8的口部进行封闭；

由于输出轴1在静止状态安装腔8内可能会有异物进入（比如水汽等），异物可能会从安装腔8进入连通槽19，直至进入定子铁芯3内，而输出轴1旋转时，通过气流的流动，一般不会导致水汽等异物附着在气体通道24、第一连通孔27等内壁上，因此本实施例中，通过在旋转柱5穿入连通腔20内的一端套接一个固定环12，固定环12上固接有挡块14，挡块14与连通槽19相配合，挡块14随固定环12旋转到位后，挡块14能够封闭连通槽19，另外挡块14上水平穿设有滑动销16，滑动销16在挡块14上自由滑动，且滑动销16朝向弧形挡板4的一端固接有橡胶块13，橡胶块13的尺寸略小于连通槽19的尺寸，以使得橡胶块13能够较为轻松地卡入连通槽19内，另外连通腔20内壁焊接有一个限位环11，限位环11朝向固定环12的一端面固接有突出部18，突出部18一端设有斜面，滑动销16远离橡胶块13的一端转动嵌装有滚珠21，滚珠21滚动接触连接限位环11端面和突出部18表面，滑动销16远离橡胶块13一端套接有止动环15，于滑动销16上套绕有弹簧17，弹簧17弹力方向两端分别弹性抵顶止动环15和挡块14；

输出轴1由旋转状态转为静止状态过程中，弧形挡板4将朝输出轴1的径向内侧方向旋转，并使得铰链杆9带动旋转柱5旋转，旋转柱5的旋转，带动固定环12旋转，进而使得挡块14旋转至连通槽19的口部，并对连通槽19的口部进行封闭，与此同时，滚珠21将从限位环11的端面滚动至斜面，然后从斜面滚动至突出部18朝向连通槽19的一侧端面上，并使得滑动销16带动橡胶块13朝弧形挡板4的方向移动，同时使得止动环15压缩弹簧17，弹簧17蓄积弹性势能，另外橡胶块13将卡入连通槽19内，卡入过程中，橡胶块13能够将附着在连通槽19内的异物驱赶至安装腔8内，这样能够尽量减少异物进入定子铁芯3和输出轴1内的，当输出轴1旋转时，弹簧17蓄积的弹性势能释放，使得滑动销16带动橡胶块13从连通槽19内滑动出来。

本发明的工作原理：同步调相机在工作状态下，输出轴1将处于旋转状态，旋转时，受到离心力的作用，使得弧形挡板4沿与安装座7的铰接处，朝安装座7的径向外侧摆动，摆动到位后，受到安装腔8内壁的阻挡，使得弧形挡板4不会再继续摆动，另外弧形挡板4在输出轴1旋转时，将对空气产生扰流，使得空气进入安装腔8，然后从连通槽19进入连通腔20内，再由连通腔20进入与连通腔20贯通的进气孔28内，然后空气再从进气孔28进入第一连通孔27，然后由第一连通孔27进入气体通道24内，再由气体通道24进入第二连通孔26，随后再进入出气孔25，最后由散热孔2逸散，这样使得空气能够在输出轴1和定子铁芯3内流动，实现输出轴1旋转过程中，对定子铁芯3和输出轴1进行散热降温；

当弧形挡板4受到输出轴1旋转时所产生的离心力的作用时，弧形挡板4将朝输出轴1的径向外侧摆动，摆动时，弧形挡板4将带动铰链杆9进行摆动，使得铰链杆9带动旋转柱5进行旋转，而旋转柱5在旋转时，将对涡卷弹簧6产生收缩效果，并使得涡卷弹簧6开始蓄积弹性势能，这样当同步调相机的输出轴1静止时，涡卷弹簧6蓄积的弹性势能释放，并带动旋转柱5反向旋转，进而使得铰链杆9拉动弧形挡板4朝输出轴1的径向内侧方向摆动，直至弧形挡板4对安装腔8的口部进行封闭；

输出轴1由旋转状态转为静止状态过程中，弧形挡板4将朝输出轴1的径向内侧方向旋转，并使得铰链杆9带动旋转柱5旋转，旋转柱5的旋转，带动固定环12旋转，进而使得挡块14旋转至连通槽19的口部，并对连通槽19的口部进行封闭，与此同时，滚珠21将从限位环11的端面滚动至斜面，然后从斜面滚动至突出部18朝向连通槽19的一侧端面上，并使得滑动销16带动橡胶块13朝弧形挡板4的方向移动，同时使得止动环15压缩弹簧17，弹簧17蓄积弹性势能，另外橡胶块13将卡入连通槽19内，卡入过程中，橡胶块13能够将附着在连通槽19内的异物驱赶至安装腔8内，这样能够尽量减少异物进入定子铁芯3和输出轴1内的，当输出轴1旋转时，弹簧17蓄积的弹性势能释放，使得滑动销16带动橡胶块13从连通槽19内滑动出来。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种同步调相机降损装置，包括同步调相机的定子铁芯（3）及输出轴（1），其特征在于，还包括：

同轴固接于所述输出轴（1）一端的安装座（7），所述安装座（7）邻近所述输出轴（1）的一端开设有连通腔（20）；

两个转动连接于所述安装座（7）周缘上的弧形挡板（4），所述安装座（7）周缘开设有供所述弧形挡板（4）转动自由通过的安装腔（8），所述安装腔（8）内设有密封部（23），所述安装腔（8）内侧壁开设有若干连通槽（19），所述连通槽（19）与所述连通腔（20）相贯通；

设于所述定子铁芯（3）及所述输出轴（1）上的气体流通结构，所述气体流通结构与所述连通腔（20）贯通；

用于在所述输出轴（1）静止时，驱动两个所述弧形挡板（4）朝所述输出轴（1）径向内侧方向摆动的驱动单元；

所述气体流通结构包括开设于所述输出轴（1）一端的、且与所述连通腔（20）贯通的进气孔（28），所述定子铁芯（3）远离所述输出轴（1）的一端开设有气体通道（24），所述气体通道（24）一端开设有与所述进气孔（28）贯通的第一连通孔（27），所述气体通道（24）的另一端开设有第二连通孔（26），所述输出轴（1）远离所述安装座（7）的一端开设有与所述第二连通孔（26）贯通的出气孔（25），所述输出轴（1）外壁上开设有与所述出气孔（25）贯通的散热孔（2）；

所述驱动单元包括：

同轴穿设于所述安装座（7）上的旋转柱（5），所述旋转柱（5）在所述安装座（7）内自由旋转，且所述旋转柱（5）一端穿入所述密封部（23）至所述连通腔（20），所述旋转柱（5）周缘上固接有两个耳块；

铰接于所述耳块上的铰链杆（9），所述铰链杆（9）远离所述旋转柱（5）的一端对应地铰接于所述弧形挡板（4）上，所述密封部（23）开设有供所述铰链杆（9）自由通过的避空槽（22）；

安装于所述安装座（7）所开设的安装槽（10）内的涡卷弹簧（6），所述涡卷弹簧（6）两端分别固接于所述旋转柱（5）和所述安装槽（10）内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种同步调相机降损装置，其特征在于，两个所述弧形挡板（4）沿所述安装座（7）的轴向阵列设置，且所述弧形挡板（4）朝所述安装座（7）径向内侧方向摆动到位后，所述弧形挡板（4）封闭所述安装腔（8）的口部。

3.根据权利要求1所述的一种同步调相机降损装置，其特征在于，所述旋转柱（5）穿入所述连通腔（20）内的一端套接有固定环（12），所述固定环（12）上固接有挡块（14），所述挡块（14）与所述连通槽（19）相配合。

4.根据权利要求3所述的一种同步调相机降损装置，其特征在于，所述挡块（14）上设有密封结构，所述密封结构用于使所述挡块（14）抵紧所述连通腔（20）内侧壁，并封闭所述连通槽（19）。

5.根据权利要求4所述的一种同步调相机降损装置，其特征在于，所述密封结构包括：

水平穿设于所述挡块（14）上的滑动销（16），所述滑动销（16）在所述挡块（14）上自由滑动，且所述滑动销（16）朝向所述弧形挡板（4）的一端固接有橡胶块（13）；

同轴固接于所述连通腔（20）内的限位环（11），所述限位环（11）朝向所述固定环（12）的一端面固接有突出部（18），所述突出部（18）一端设有斜面；

用于驱动所述滑动销（16）朝所述限位环（11）移动的、并使所述滑动销（16）端部与所述限位环（11）端面和所述突出部（18）表面滑动接触的弹性抵顶组件。

6.根据权利要求5所述的一种同步调相机降损装置，其特征在于，所述滑动销（16）远离所述橡胶块（13）的一端转动嵌装有滚珠（21），所述滚珠（21）滚动接触连接所述限位环（11）端面和所述突出部（18）表面。

7.根据权利要求5所述的一种同步调相机降损装置，其特征在于，所述弹性抵顶组件包括：

套接于所述滑动销（16）远离所述橡胶块（13）一端的止动环（15）；

套绕于所述滑动销（16）上的弹簧（17），所述弹簧（17）弹力方向两端分别弹性抵顶所述止动环（15）和所述挡块（14）。

8.一种同步调相机降损方法，应用权利要求1所述的同步调相机降损装置，其特征在于，包括：

同步调相机在工作状态下，输出轴（1）旋转，并使得弧形挡板（4）受到离心力作用，进而沿与安装腔（8）内壁的铰接处，朝输出轴（1）的径向外侧方向摆动；

摆动到位后，随着输出轴（1）的旋转，弧形挡板（4）旋转时产生的气流将进入安装腔（8）内，然后从连通槽（19）进入连通腔（20）；

进入连通腔（20）内的气流将进入定子铁芯（3）和输出轴（1）的气体流通结构内，气流在气体流通结构内流动时，能够对定子铁芯（3）和输出轴（1）进行降温冷却；

同步调相机在静止状态下，由驱动单元驱动两个弧形挡板（4）朝输出轴（1）的径向内侧方向摆动，进而使弧形挡板（4）封闭安装腔（8）的口部。