一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器制造技術

本發明專利技術涉及一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器，針對水電站水輪發電機組低速剎車制動系統采用氣剎或油剎，系統結構復雜，維護量大的技術問題，采用高性能永磁材料制成剎車系統，利用磁力對機組剎車盤的阻尼作用，消耗機組停機時的轉動慣性力，最終達到機組剎車的目的。本發明專利技術包括非導磁體、線圈、制動座、永磁體、安裝座、自動及手動控制開關、切換開關、控制盒；制動器安裝時工作極面面向水輪發電機組用于剎車的部件側面，而且面向機組軸向水推力的方向。制動器可用于臥式或立式水輪發電機組，都能實現正常剎車制動需求。本發明專利技術結構簡單，無接觸剎車，無易損件，無剎車氣或油系統，安裝操作方便，免維護。

【技術實現步驟摘要】
一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器
本專利技術屬于水電站水輪發電機組低速剎車制動
，具體涉及一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器。
技術介紹
在水輪發電機組中，機組停機時由于導水葉漏水或機組慣性，往往會較長時間保持低速運轉，此時在軸承金屬瓦與轉軸間不能形成油膜潤滑，就有可能造成干摩擦燒壞軸瓦，因此需設置低速剎車制動系統，在機組轉速下降到一定程度時投入剎車制動快速停機，以保護軸瓦。目前的低速剎車制動系統采用氣剎或油剎，以氣剎為例，整套系統包括制動器、空壓機室、空壓機、儲氣罐、電磁閥、氣水分離器、管道、制動屏，結構復雜，維護量大，成本高。在水輪發電機組中，機組是在停機狀態下進行剎車制動的，即剎車時已無原動力輸入，且需要平穩緩慢剎停，相對來說對制動力矩的要求并不高。釹硼砂是一種高性能永久磁性材料，磁力大，利用磁力對機組剎車盤的阻尼作用，必能消耗機組停機時的轉動慣性力，最終機組達到剎車的目的，所以，高性能永久磁性材料釹硼砂是可以用于中小水電站水輪發電機組低速平穩剎車制動的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的問題是：取消水輪發電機組低速剎車氣系統或油系統，為中小水電站水輪發電機組提供一種無需氣源或油源，無需接觸剎車，無振動，體積小，安裝維護方便的中小水電站永磁剎車制動器。為解決上述問題，本專利技術采用下述技術方案：一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器，包括：非導磁體、線圈、制動座、永磁體、安裝座、自動控制開關、手動控制開關、切換開關、控制盒。其中：非導磁體、線圈、永磁體布置在制動座內部，制動座與安裝座焊接固定，切換開關、自動控制開關與手動控制開關布置在控制盒內。制動器可立式安裝，也可臥式安裝，安裝時工作極面面向水輪發電機組用于剎車的部件側面，且工作極面面向機組軸向水推力的方向；用于剎車的部件可以是飛輪、剎車片、轉子剎車盤、聯軸器、主軸等由導磁材料制成的轉動部件；由于本專利技術剎車無接觸，無振動，因此安裝時制動器工作極面與機組剎車部件間的空氣間隙可以取小些，根據實際情況定，一般為0.5mm～1mm間，因為空氣對磁力線有阻礙作用，所以空氣間隙越小，穿過空氣間隙用于剎車制動的磁力越大，剎車效果越好。非導磁材料及空氣都是不導磁的，制動器的非導磁體用以在制動座內部隔斷磁路；制動座及機組剎車部件采用導磁材料制成，制動座的工作極面中間倒斜角，形成較明顯的空氣間隙，減少漏磁，形成合理磁路，迫使永磁體的磁力線不能在此處形成通路，而必須要穿過空氣間隙到達機組剎車部件。制動器的制動力靠永磁體提供，永磁體采用高性能永久磁性材料制成，磁能積大，矯頑力強，磁力恒久不衰，永磁體根據每臺機組所需制動力的不同來選擇。制動器剎車制動時，永磁體的磁力線從N極出來，沿著制動座，穿過制動器工作極面與機組剎車部件間的空氣間隙到達剎車部件，再由空氣間隙出來經制動座回到永磁體的S極。由電磁阻尼現象可知，永磁體是固定的，剎車部件是旋轉的，當永磁體磁力線作用于由導磁材料制成的剎車部件時，兩者產生了相對的運動，永磁體的磁場將產生安培力，形成與旋轉剎車部件轉動方向相反的力偶矩，即對旋轉剎車部件的轉動起阻礙作用。水輪發電機組是在已無原動力輸入的停機狀態下進行剎車制動的，僅靠慣性維持轉動，利用永磁體的磁力對機組剎車部件的電磁阻尼作用，必能逐步消耗機組停機時的轉動慣性力，最終達到剎車的目的，整個剎車制動過程無摩擦接觸，無振動。若制動器退出剎車制動，可使線圈得電產生一個極性與永磁體極性相反的磁場，由于磁力線總是沿最短的路徑行走，所以磁場在制動座內部互相抵消，不會到達機組剎車部件進行剎車。可見，制動器的制動與否是由線圈是否得電來決定的，線圈得失電的控制由控制盒控制，控制盒有3個功能：手動/自動切換功能，通過設置切換開關，只能選擇一種控制方式；手動控制功能：設置手動控制開關，可在現場進行手動控制線圈電路的通斷，使制動器處于制動或非制動狀態；自動控制功能：設置與水電站自動化控制系統的開停機指令聯動的開關，實現自動化控制。永磁剎車制動器剎車無接觸、無振動，剎車制動力平穩，剎車時不會出現振動、變形等現象，所以在機組停機時可立即投入剎車制動，開機時退出剎車制動，當機組自動化系統下達開機或停機令時，同時控制自動控制開關的開合，控制線圈電路的通斷，使制動器處于制動或非制動狀態，達到自動控制的目的。本專利技術制動器的安裝數量根據實際剎車制動需要的力矩及制動器本身提供的剎車力矩定。本專利技術的安裝方式可立式安裝，也可臥式安裝。如立式安裝時，可安裝于水輪發電機組轉子磁軛的剎車盤側面；臥式安裝時，可安裝于水輪發電機組飛輪側面。附圖說明附圖1為本專利技術實施例一種中小水電站永磁剎車制動器示意主視圖；附圖2為本專利技術實施例一種中小水電站永磁剎車制動器示意左視圖；附圖3為本專利技術實施例控制盒控制示意圖；附圖標注名稱：非導磁體1、線圈2、制動座3、永磁體4、轉軸5、工作極面6、空氣間隙7、機組基礎板8、飛輪9、螺栓10、安裝座11、自動控制開關12、手動控制開關13、切換開關14、控制盒15。具體實施方式為使本專利技術的技術方案、創作特征、達成效果易于明了，下面結合具體圖示，進一步闡述本專利技術。參看附圖1、附圖2，一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器，包括：非導磁體1、線圈2、制動座3、永磁體4、工作極面6、安裝座11、自動控制開關12、手動控制開關13、切換開關14、控制盒15。其中：非導磁體1、線圈2、永磁體4布置在制動座3內部，制動座3與安裝座11焊接固定，自動控制開關12、切換開關14與手動控制開關13布置在控制盒15內。制動器安裝方法：用螺栓10將安裝座11與水輪發電機組基礎板8連接固定；制動器工作極面6面向飛輪9的側面安裝固定，飛輪9與轉軸5同軸旋轉，制動器工作極面6迎著機組軸向水推力的方向；本專利技術實施例制動器工作極面6與飛輪9側面間的空氣間隙為0.5mm～1mm。制動器的非導磁體1用于隔斷磁路；制動座3及飛輪9采用導磁材料制成，制動座3的工作極面6中間部位倒斜角，以形成較明顯的空氣間隙，減少漏磁，形成合理磁路。永磁體4為制動器提供制動力，制動器剎車制動時，永磁體4的磁力線從N極出來，沿著制動座3，穿過空氣間隙7到達飛輪9，再由空氣間隙7出來經制動座3回到永磁體4的S極。由電磁阻尼現象可知，本專利技術實施例中，永磁體4是固定的，飛輪9是旋轉的，當永磁體4的磁力線作用于飛輪9時，兩者產生了相對的運動，永磁體4的磁場將產生安培力，形成與飛輪9轉動方向相反的力偶矩，即對飛輪9的轉動起阻礙作用。水輪發電機組是在已無原動力輸入的停機狀態下進行剎車制動的，僅靠慣性維持轉動，利用永磁體4的磁力對飛輪9的電磁阻尼作用，必能逐步消耗機組停機時的轉動慣性力，最終達到剎車的目的，整個剎車制動過程無摩擦接觸，無振動。制動器退出剎車制動時，可使線圈2得電產生一個極性與永磁體4極性相反的磁場，磁場在制動座3內部互相抵消，不會到達飛輪9進行剎車。參看附圖3，制動器的制動與否是由線圈2是否得電來決定的，線圈2是否得電，由控制盒15控制，線圈2的供電電源從水電站直流電系統獲得。控制盒15有3個功能：手動/自動切換功能，通過設置切換開關14，手動或自動控制只有一種控制方式的電路接通，實現電路互鎖，所以只能選擇手動或者自動控制方式；手動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器，其特征在于，其部件包括：非導磁體(1)、線圈(2)、制動座(3)、永磁體(4)、工作極面(6)、安裝座(11)、自動控制開關(12)、手動控制開關(13)、切換開關(14)、控制盒(15)；非導磁體(1)、線圈(2)、永磁體(4)布置在制動座(3)內部，非導磁體(1)將線圈(2)和永磁體(4)隔離；制動座(3)與安裝座(11)焊接固定，安裝座(11)與水輪發電機組基礎板(8)用螺栓連接；自動控制開關(12)、切換開關(14)與手動控制開關(13)布置在控制盒(15)內，線圈(2)通過切換開關(14)分別與自動控制開關(12)或手動控制開關(13)連接，并連接到水電站直流電系統的供電電源上。

【技術特征摘要】
1.一種中小水電站水輪發電機組永磁剎車制動器，其特征在于，其部件包括：非導磁體(1)、線圈(2)、制動座(3)、永磁體(4)、工作極面(6)、安裝座(11)、自動控制開關(12)、手動控制開關(13)、切換開關(14)、控制盒(15)；非導磁體(1)、線圈(2)、永磁體(4)布置在制動座(3)內部，非導磁體(1)將線圈(2)和永磁體(4)隔離；制動座(3)與安裝座(11)焊接固定，安裝座(11)與水輪發電機組基礎板(8)用螺栓連接；自動控制開關(12)、切換開關(14)與手動控制開關(13)布置在控制盒(15)內，線圈(2)通過切換開關(14)分別與自動控制開關(12)或手動控制開關(13)連接，并連接到水電站直流電系統的供電電源上。2.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍勝和，黃鶴高，
申請(專利權)人：廣西凱悅新源電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣西,45