專利名稱：轉(zhuǎn)速信號器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速信號監(jiān)測裝置，尤其是一種實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組自動控制和機(jī)組安全保護(hù)的轉(zhuǎn)速信號器。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下一種轉(zhuǎn)速信號器，包括外罩、殼體、傳動機(jī)構(gòu)、電氣轉(zhuǎn)速裝置，其特征在于；安裝在殼體內(nèi)的驅(qū)動齒輪固定在轉(zhuǎn)動套上，通過傳動機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)組軸連接，殼體上還安裝有斷開或接通控制電路的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)，驅(qū)動齒輪與機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)的小齒輪相嚙合組成齒輪增速機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)。
本實(shí)用新型傳動機(jī)構(gòu)為“S”型片彈簧傳動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中下驅(qū)動盤與水輪發(fā)電機(jī)組的軸相連接，下驅(qū)動盤又通過墊塊、下驅(qū)動片、傳動軸、上驅(qū)動片、上驅(qū)動盤、連接法蘭、轉(zhuǎn)動套、驅(qū)動齒輪和裝在殼體內(nèi)的軸承相連接。
本實(shí)用新型所述上下驅(qū)動片為“S”型片彈簧。
本實(shí)用新型殼體上設(shè)置有用于發(fā)電機(jī)組過速保護(hù)的機(jī)械過速開關(guān)，其上可安裝水銀開關(guān)或微動開關(guān)。
本實(shí)用新型驅(qū)動齒輪上還裝有飛球、飛球臂和彈簧，飛球臂可撥動套在轉(zhuǎn)動套上的滑動軸套作上、下移動，滑動軸套上端的環(huán)形槽可撥動機(jī)械過速開關(guān)的搖臂偏轉(zhuǎn)，通過搖臂的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)械過速開關(guān)。
本實(shí)用新型殼體上還安裝有零轉(zhuǎn)速傳感器，其感應(yīng)面與驅(qū)動齒輪的齒面之間保持一定間隙，驅(qū)動齒輪是由導(dǎo)磁材料制成，它的齒面為零轉(zhuǎn)速傳感器磁路的組成部分。
本實(shí)用新型傳動機(jī)構(gòu)為撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)，發(fā)電機(jī)組軸與驅(qū)動法蘭相連接，驅(qū)動法蘭上的傳動銷插入下驅(qū)動盤耦合器的兩圓孔內(nèi)，用于撥動傳動軸隨發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。
如上所述，傳動軸又通過上驅(qū)動盤、連接法蘭、轉(zhuǎn)動套、驅(qū)動齒輪和裝在殼體中的軸承相連接。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組軸轉(zhuǎn)動時(shí)，由撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)使驅(qū)動齒輪與水輪發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。
本實(shí)用新型所述電氣轉(zhuǎn)速裝置為端子盒或電氣轉(zhuǎn)速信號裝置。
本實(shí)用新型的有益效果及特點(diǎn)在于一、能提供連續(xù)的幅值恒定的轉(zhuǎn)速脈沖信號或兩組連續(xù)的相位相差為1/4周期的幅值恒定的轉(zhuǎn)速脈沖信號；二、能輸出20％～180％機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的多達(dá)4種不同動作轉(zhuǎn)速的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)量電信號；三、能指示機(jī)組所處的狀態(tài)；四、適用機(jī)組轉(zhuǎn)速范圍從100～500r/min額定轉(zhuǎn)速；五、零部件通用性強(qiáng)，為了適用不同的機(jī)組轉(zhuǎn)速僅需配置不同的飛球或彈簧或齒輪。其它零部件都可通用。還可根據(jù)用戶需要選擇不同的傳動方式、機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)數(shù)量、頂燈以及PLC型電氣轉(zhuǎn)速信號裝置；六、采用防塵球軸承，維護(hù)工作量很小。
如采用撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)中水輪發(fā)電機(jī)組軸與驅(qū)動法蘭15相連接，驅(qū)動法蘭15上的傳動銷插入下驅(qū)動盤耦合器16的兩圓孔內(nèi)，用于撥動傳動軸隨水輪發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。傳動軸7又通過上驅(qū)動盤17、連接法蘭18、轉(zhuǎn)動套14、驅(qū)動齒輪13和裝在殼體9中的軸承28相連接。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組軸轉(zhuǎn)動時(shí)，由撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)使驅(qū)動齒輪13與水輪發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。
若采用“S”型片彈簧傳動機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)中下驅(qū)動盤與水輪發(fā)電機(jī)組的軸相連接，下驅(qū)動盤又通過墊塊、下驅(qū)動片(即“S”型片彈簧)、傳動軸、上驅(qū)動片(“S”型片彈簧)、上驅(qū)動盤、連接法蘭、轉(zhuǎn)動套、驅(qū)動齒輪和裝在殼體內(nèi)的軸承相連接。
驅(qū)動齒輪13與三個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3的小齒輪19相嚙合組成齒輪增速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動三個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3?？梢愿鶕?jù)需要，通過選取不同的驅(qū)動齒輪13的齒數(shù)和小齒輪19的齒數(shù)獲得不同的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)的轉(zhuǎn)速。以便設(shè)定不同的動作轉(zhuǎn)速值。殼體9上最多可以安裝三個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3。驅(qū)動齒輪13上還裝有另一套飛球20、飛球臂21和彈簧22，飛球臂21可以撥動套在轉(zhuǎn)動套14上的滑動軸套8作上、下移動?；瑒虞S套8上端的環(huán)形槽用于撥動過速開關(guān)2的搖臂偏轉(zhuǎn)，通過搖臂的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動過速開關(guān)2。安裝在殼體9上的零轉(zhuǎn)速傳感器1的感應(yīng)面與驅(qū)動齒輪13的齒面之間保持0.7m左右的間隙。驅(qū)動齒輪13是由導(dǎo)磁材料做成的，它的齒面是零轉(zhuǎn)速傳感器1磁路的組成部分。因此，當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組軸轉(zhuǎn)動時(shí)，通過傳動機(jī)構(gòu)使驅(qū)動齒輪13與水輪發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。
當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組軸轉(zhuǎn)速上升到機(jī)械過速開關(guān)2設(shè)定的動作轉(zhuǎn)速時(shí)，離心力克服設(shè)定的彈簧6預(yù)拉力，飛球4和飛球臂5在離心力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，滑動軸套8向上移動使過速開關(guān)2的搖臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)，過速開關(guān)2上的水銀開關(guān)23觸點(diǎn)發(fā)出過速信號。飛球臂5上的緊釘螺釘24用于設(shè)定彈簧6的預(yù)拉力即動作轉(zhuǎn)速。同時(shí)，由驅(qū)動齒輪13與三個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3的小齒輪19相嚙合組成的增速機(jī)構(gòu)驅(qū)動三個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3，當(dāng)轉(zhuǎn)速分別達(dá)到各機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3的設(shè)定動作轉(zhuǎn)速時(shí)，離心力克服裝在下升降桿25上的彈簧的預(yù)拉力，機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3上的飛球臂21在離心力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過上、下升降桿26、25撥動搖臂偏轉(zhuǎn)，機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3上的水銀開關(guān)23觸點(diǎn)發(fā)出機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)信號。機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3上的調(diào)整螺塞27用于設(shè)定彈簧22的預(yù)拉力即動作轉(zhuǎn)速。
當(dāng)驅(qū)動齒輪13與水輪發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動時(shí)，零轉(zhuǎn)速傳感器1磁路中的磁阻發(fā)生變化，它變化的周期是轉(zhuǎn)速的函數(shù)。磁阻的變化使零轉(zhuǎn)速傳感器1的磁場強(qiáng)度發(fā)生變化，通過零轉(zhuǎn)速傳感器1內(nèi)部轉(zhuǎn)換輸出一系列頻率與轉(zhuǎn)速成正比的、幅值恒定的方波信號。
上述撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)與“S”型片彈簧傳動機(jī)構(gòu)是為了適應(yīng)不同機(jī)型的安裝要求而設(shè)計(jì)的，除傳動方式不同外，其余結(jié)構(gòu)和工作原理完全相同。
轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)速信號是由對著驅(qū)動齒輪13面安裝的零轉(zhuǎn)速傳感器1產(chǎn)生的。由于驅(qū)動齒輪13是用導(dǎo)磁材料做成的，它的齒面是零轉(zhuǎn)速傳感器1磁路的組成部份。當(dāng)驅(qū)動齒輪13旋轉(zhuǎn)時(shí)，零轉(zhuǎn)速傳感器1磁路中的磁阻發(fā)生變化，它變化的周期是轉(zhuǎn)速的函數(shù)。磁阻的變化使零轉(zhuǎn)速傳感器1的磁場強(qiáng)度發(fā)生變化，從而輸出一系列頻率與轉(zhuǎn)速成正比的方波信號。
輸出信號的幅值恒定，不受轉(zhuǎn)速變化的影響。零轉(zhuǎn)速傳感器1輸出的信號頻率由下式確定f=n×z60]]>式中f—傳感器輸出信號的頻率(Hz)n—機(jī)組軸的轉(zhuǎn)速(r/min)z—驅(qū)動齒輪的齒數(shù)零轉(zhuǎn)速傳感器1的一個明顯的優(yōu)點(diǎn)是它能在驅(qū)動齒輪13與零轉(zhuǎn)速傳感器1之間的間隙達(dá)到0.7mm的情況下使用。在此情況下推薦采用模數(shù)為1.5～3的齒輪，齒頂寬度不小于7mm。
轉(zhuǎn)速信號器傳動軸7與水輪發(fā)電機(jī)組軸的連接方式考慮了機(jī)組振動，軸的正常擺度以及方便安裝和更換備件的要求，安裝時(shí)其偏心值允許不大于1mm。此外，為了立式水輪發(fā)電機(jī)組頂轉(zhuǎn)子，抽、放推力軸瓦，允許軸向移動量達(dá)26mm。
轉(zhuǎn)速信號器的驅(qū)動部份和殼體與機(jī)組絕緣，這是為了切斷軸電流的途徑。
機(jī)械過速開關(guān)機(jī)械過速開關(guān)的過速動作機(jī)構(gòu)裝在驅(qū)動齒輪13的齒盤上。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組軸轉(zhuǎn)動時(shí)，它跟隨驅(qū)動齒輪一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到或超過預(yù)先設(shè)定的動作轉(zhuǎn)速時(shí)，過速動作機(jī)構(gòu)被離心力驅(qū)動，使機(jī)械過速開關(guān)2動作，水銀開關(guān)23觸點(diǎn)發(fā)出電信號。它主要用于水輪發(fā)電機(jī)組的過速保護(hù)。如命令機(jī)組緊急停機(jī)，關(guān)閉水輪機(jī)進(jìn)水口閘門等。
機(jī)械過速開關(guān)2最多可以安裝4只水銀開關(guān)23，或2只微動開關(guān)。水銀開關(guān)23觸點(diǎn)常開或常閉由其安放位置而定，由用戶根據(jù)實(shí)際需要決定。
動作轉(zhuǎn)速是根據(jù)用戶的使用要求在制造廠設(shè)定的。最大動作轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的175％。返回轉(zhuǎn)速不低于動作轉(zhuǎn)速以下25％的額定轉(zhuǎn)速。如在機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的150％動作，在額定轉(zhuǎn)速的125％以上返回。設(shè)定點(diǎn)的動作轉(zhuǎn)速精度≤±3％。
機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)轉(zhuǎn)速信號器的殼體上最多可以安裝3個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3。它的小齒輪19與驅(qū)動齒輪13嚙合組成齒輪增速機(jī)構(gòu)，以便驅(qū)動機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3。每一個機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3上最多可安裝3只水銀開23關(guān)或1只微動開關(guān)。水銀開關(guān)23觸點(diǎn)常開或常閉由其安放位置而定，由用戶根據(jù)實(shí)際需要決定。這些機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3用來斷開或接通控制電路，在預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速動作或返回，以便操作發(fā)電機(jī)制動裝置、自同期裝置、過速保護(hù)裝置和其它的自動控制裝置。
機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3可以設(shè)定為轉(zhuǎn)速上升時(shí)的動作轉(zhuǎn)速，也可以設(shè)定為轉(zhuǎn)速下降時(shí)的返回轉(zhuǎn)速，完全根據(jù)用戶的實(shí)際需要決定。例如，用來控制發(fā)電機(jī)制動的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)需要設(shè)定為轉(zhuǎn)速下降時(shí)的返回轉(zhuǎn)速，而用來控制機(jī)組過速保護(hù)的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)則需要設(shè)定為轉(zhuǎn)速上升時(shí)的動作轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速上升時(shí)，飛球20在離心力的作用下，向外側(cè)偏轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)速開關(guān)動作，這時(shí)的轉(zhuǎn)速叫做“動作轉(zhuǎn)速”；轉(zhuǎn)速下降時(shí)，飛球20向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)速開關(guān)返回，這時(shí)的轉(zhuǎn)速叫做“返回轉(zhuǎn)速”。
機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)3的最小動作轉(zhuǎn)速在機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的20～60％范圍內(nèi)可調(diào)(由機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速的高低而定)。而最大動作轉(zhuǎn)速可以達(dá)到機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的180％。設(shè)定動作轉(zhuǎn)速的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)，其返回轉(zhuǎn)速約比動作轉(zhuǎn)速低10～20％；設(shè)定返回轉(zhuǎn)速的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)，其動作轉(zhuǎn)速約比返回轉(zhuǎn)速高10～25％。無論設(shè)定的是動作轉(zhuǎn)速或返回轉(zhuǎn)速，其設(shè)定點(diǎn)的轉(zhuǎn)速精度≤±3％。
頂燈在轉(zhuǎn)速信號器殼體的上部裝設(shè)了一個直徑為240mm圓柱形半透明的燈罩12，其內(nèi)部安裝了一套電壓為220V，50Hz，單相的燈具，用來指示機(jī)組是處于運(yùn)行狀態(tài)或處于停機(jī)狀態(tài)。頂燈的亮、滅由用戶電路進(jìn)行控制。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)速信號器，包括外罩(11)、殼體(9)、傳動機(jī)構(gòu)、電氣轉(zhuǎn)速裝置，其特征在于；安裝在殼體(9)內(nèi)的驅(qū)動齒輪(13)固定在轉(zhuǎn)動套(14)上，通過傳動機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)組軸連接，殼體(9)上還安裝有斷開或接通控制電路的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)(3)，驅(qū)動齒輪(13)與機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)(3)的小齒輪(19)相嚙合組成齒輪增速機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于殼體(9)上設(shè)置有用于發(fā)電機(jī)組過速保護(hù)的機(jī)械過速開關(guān)(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于驅(qū)動齒輪(13)上還裝有飛球(4)、飛球臂(5)和彈簧(6)，飛球臂(5)可撥動套在轉(zhuǎn)動套(14)上的滑動軸套(8)作上、下移動，滑動軸套(8)上端的環(huán)形槽可撥動機(jī)械過速開關(guān)(2)的搖臂偏轉(zhuǎn)，通過搖臂的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)械過速開關(guān)(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于殼體(8)上還安裝有零轉(zhuǎn)速傳感器(1)，其感應(yīng)面與驅(qū)動齒輪(13)的齒面之間保持一定間隙，驅(qū)動齒輪(13)是由導(dǎo)磁材料制成，它的齒面為零轉(zhuǎn)速傳感器(1)磁路的組成部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于傳動機(jī)構(gòu)為“S”型片彈簧傳動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中下驅(qū)動盤與水輪發(fā)電機(jī)組的軸相連接，下驅(qū)動盤又通過墊塊、下驅(qū)動片、傳動軸、上驅(qū)動片、上驅(qū)動盤、連接法蘭、轉(zhuǎn)動套、驅(qū)動齒輪和裝在殼體內(nèi)的軸承相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于所述上下驅(qū)動片為“S”型片彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于傳動機(jī)構(gòu)為撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)，發(fā)電機(jī)組軸與驅(qū)動法蘭(15)相連接，驅(qū)動法蘭(15)上的傳動銷插入下驅(qū)動盤耦合器(16)的兩圓孔內(nèi)，用于撥動傳動軸隨發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于傳動軸(7)通過上驅(qū)動盤(17)、連接法蘭(18)、轉(zhuǎn)動套(14)、驅(qū)動齒輪(13)和裝在殼體(9)中的軸承(28)相連接。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組軸轉(zhuǎn)動時(shí)，由撥叉?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu)使驅(qū)動齒輪(13)與水輪發(fā)電機(jī)組軸同步轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于所述電氣轉(zhuǎn)速裝置為端子盒或電氣轉(zhuǎn)速信號裝置(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速信號器，其特征在于殼體(9)的上部裝設(shè)有一用于指示機(jī)組是處于運(yùn)行狀態(tài)或處于停機(jī)狀態(tài)的頂燈(12)。
專利摘要本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速信號監(jiān)測的設(shè)備存在的功能單一、可靠性、準(zhǔn)確性不高，質(zhì)量不穩(wěn)定，不能完全適應(yīng)自動控制要求的缺陷，提供一種新型轉(zhuǎn)速信號器。它安裝在水輪發(fā)電機(jī)組的頂部，主要由零轉(zhuǎn)速傳感器(1)、機(jī)械過速開關(guān)(2)，機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)(3)、飛球(4)、飛球臂(5)、彈簧(6)、滑動軸套(8)、殼體(9)、傳動機(jī)構(gòu)、端子盒或PLC型電氣轉(zhuǎn)速信號裝置(10)、外罩(11)和頂燈(12)組成。本實(shí)用新型能輸出兩組連續(xù)的相位差為1/4周期的幅值恒定的轉(zhuǎn)速脈沖信號，能輸出20－180％機(jī)組額定轉(zhuǎn)速的多達(dá)4種不同動作轉(zhuǎn)速的機(jī)械轉(zhuǎn)速開關(guān)量電信號，適用于機(jī)組額定轉(zhuǎn)速為100～500r/min范圍內(nèi)的水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速監(jiān)測。
文檔編號G01P3/16GK2594794SQ0323276
公開日2003年12月24日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者羅景華, 王聲國 申請人:東方電機(jī)控制設(shè)備有限公司