CN2410644Y - 用于水轮发电机的测速装置 - Google Patents

Abstract

一种用于水轮发电机的测速装置,包括测速传感器和磁性连轴器。磁性连轴器包括内磁环、外磁环和一对以上由N、S磁极组成的磁铁,内磁环设置在测速传感器轴上,外磁环设置在发电机组大轴顶上,内磁环位于外磁环内且保持间隙,每一对N、S磁极对应设置在内磁环外侧面与外磁环内侧面上。大轴转动时,带动外磁环转动,受磁力作用而使内磁环及测速传感器轴转动,由测速传感器输出与大轴转速相关联的电信号。安装简便、测速准确。

Description

用于水轮发电机的测速装置

本实用新型涉及一种测量装置，更确切地说是涉及一种专用于水轮发电机组的(以下简称发电机组)发电机测速装置。

发电机组的转速对于发电厂的正常运行是至关重要的参数，其测量值及其准确性将直接关系到发电厂的安全运行水平及电网的品质。

以往发电机组转速的测量方法是在发电机组出口处设置电压互感器(PT)的间接法测量，这种测量方法存在比较严重的缺陷，即当电压互感器所带的负载过重，再将它作为发电机组的转速信号源时会导致测量结果不可靠的后果，因此，目前发电机组的测速已基本不用该方法。

为了提高发电厂的安全运行水平，国家电力公司要求大、中型发电厂的发电机组需逐步改为在发电机大轴上加装测量元件(如光栅编码器一类的测速传感器)来获得发电机组的转速信号。但经实施后表明，由于发电机组的体积庞大，在安装测量元件时很难使测量元件与发电机组大轴保持在同一轴线上，一旦安装出现偏差，就会在发电机组转动时损坏测量元件，而这种偏差又是很难做到丝毫没有的。

本实用新型的目的是设计一种用于水轮发电机的测速装置，无需严格地安装在发电机大轴轴线位置处，具有安装简便、测速可靠的特点。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于水轮发电机的测速装置，包括测速传感器和连轴器，其特征在于：所述的连轴器是一磁性连轴器，包括内磁环、外磁环和一对以上分别由N磁极和S磁极组成的磁铁；所述的内磁环设置在测速传感器轴上，所述的外磁环设置在发电机组大轴顶上，内磁环并设置在外磁环内且两者间保持有间隙，所述一对以上磁铁的N磁极和S磁极分别对应设置在内磁环外侧面与外磁环内侧面上。

所述的由N磁极和S磁极组成的磁铁呈瓦片状。

所述内磁环与外磁环间的间隙为2毫米。

所述的由N磁极和S磁极组成的磁铁有四对，互呈90度对应并间隔设置在所述的内、外磁环上。

还包括有支架，固定在发电机组的外壳上；所述的测速传感器安装在支架上，所述的测速传感器轴穿过支架后与所述的内磁环连结。

本实用新型的测速装置用于将转动的机械能转变为电能并以电信号输出。当发电机组大轴转动时，带动其上的外磁环及外磁环上的N磁极、S磁极的磁铁转动，与外磁环上的N磁极、S磁极磁铁在空间位置上相对应的且位于内磁环上的S磁极、N磁极磁铁，受磁力作用而使内磁环及测速传感器轴转动。测速传感器则可采用通常使用的光栅编码器，光栅编码器又可称为脉冲式编码器，由检测头、脉冲编码盘、红外发光二极管及光敏三极管检测电路组成，当发电机大轴转动并最终带动光栅编码器轴转动时，光敏三极管检测电路时通时断，形成光电脉冲输出，在单位时间内，光电脉冲的个数与被测发电机组的转速成正比，将该脉冲信号经驱动电路放大后与计算机监控系统直接接口，就可由计算机换算成发电机的转速值。实施时，测速传感器也可采用测速发电机，测速发电机具有类似发电机的工作原理，也是将转动的机械能转变为电能并以电信号输出。

由于本实用新型的磁性连轴器是一非接触性的柔性连轴器，因此具有安装简便的特点，允许测速传感器与发电机大轴的轴线在安装时存在偏差，不会影响测速传感器的正常工作；由于内、外磁环间存在间隙，在发电机启动、大轴上移时，也不会出现因顶转子造成测速传感器损坏的问题。

下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术。

图1是本实用新型测速装置的结构示意图

图2是图1所示测速装置的主视结构示意图

图3是图1所示测速装置的俯视结构示意图

参见图1并结合参见图2、图3，图中示出本实用新型测速装置的结构，主要包括测速传感器1(转速测量传感器)和由磁性连轴器2构成的连轴器，用于水轮发电机组的柔性转速测量。

本实用新型测速装置的测速传感器1可采用光栅编码器，固定在支架11上，光栅编码器1的传感器轴12穿过支架11并伸入磁性连轴器2内，支架11则固定在水轮发电机组外壳3上。

磁性连轴器2包括内磁环21、外磁环22和成对(一对以上)设置的磁铁23，本实施例共设置有四对磁铁，每对磁铁23包括一N磁极和一S磁极，分别间隔并互成90度设置。内磁环21固定在传感器轴12上，内磁环21的外侧面上互成90度间隔设置四个瓦片状N磁极、S磁极磁铁，外磁环22固定在水轮发电机组大轴31的顶端，外磁环22的内侧面上也互成90度间隔设置四个瓦片状N磁极、S磁极磁铁，内磁环21伸入外磁环22内但与外磁环22间保持有间隙，该间隙可为2毫米左右。

水轮发电机组在运行状态下，外磁环22随发电机组大轴31的转动而转动，固定在外磁环22上的四个瓦片状N磁极、S磁极磁铁也随之转动，通过固定在内磁环21上且与外磁环22上的磁铁相对的四个瓦片状N磁极、S磁极磁铁，在磁力作用下，将带动内磁环21及传感器轴12转动，由测速传感器1的光栅编码器输出与水轮发电机组大轴31转速相关联的脉冲信号，送计算机处理。

本实用新型的测速传感器1也可采用线性好、灵敏度高、输出信号强的测速发电机，由水轮发电机组的大轴带动测速发电机转动，测速发电机瞬间输出电压U与其角速度ω成正比，而其极性则由旋转方向确定，测速发电机的输出电压U可由U＝kω求得，k是比例系数。测速传感器采用测速发电机时，输出与计算机监控系统接口间需设置模/数转换器进行模/数转换。有关测速传感器(光栅编码器或测速发电机)的结构，由于已有相当多的产品且非本实用新型的目的所在，不再赘述。

本实用新型的测速装置，通过设置磁性连轴器将转速测量传感器与水轮发电机组的大轴连接起来，两者间采用非接触性的柔性连接，在转速测量传感器的安装稍偏移发电机大轴的轴线时，也不会影响测速传感器的正常工作，保持准确的测量精度；内、外磁环间的间隙，使在检修发电机组、发生顶转子现象时也不会损坏测速传感器。

Claims (5)

1.一种用于水轮发电机的测速装置，包括测速传感器和连轴器，其特征在于：所述的连轴器是一磁性连轴器，包括内磁环、外磁环和一对以上分别由N磁极和S磁极组成的磁铁；所述的内磁环设置在测速传感器轴上，所述的外磁环设置在发电机组大轴顶上，内磁环并设置在外磁环内且两者间保持有间隙，所述一对以上磁铁的N磁极和S磁极分别对应设置在内磁环外侧面与外磁环内侧面上。

2.根据权利要求1所述的一种用于水轮发电机的测速装置，其特征在于：所述的由N磁极和S磁极组成的磁铁呈瓦片状。

3.根据权利要求1所述的一种用于水轮发电机的测速装置，其特征在于：所述内磁环与外磁环间的间隙为2毫米。

4.根据权利要求1所述的一种用于水轮发电机的测速装置，其特征在于：所述的由N磁极和S磁极组成的磁铁有四对，互呈90度对应并间隔设置在所述的内、外磁环上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于水轮发电机的测速装置，其特征在于：还包括有支架，固定在发电机组的外壳上；所述的测速传感器安装在支架上，所述的测速传感器轴穿过支架后与所述的内磁环连结。

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