專利名稱：一種發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速的檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速是發(fā)電廠-正常運(yùn)行-至關(guān)重要的參數(shù)，是反映機(jī)組運(yùn)行狀況的一個(gè)關(guān)鍵物理量，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速，將直接影響到輸出地電能質(zhì)量，其測(cè)量值及其準(zhǔn)確性將直接關(guān)系到發(fā)電廠的安全運(yùn)行水平及電網(wǎng)的品質(zhì)，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速是發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化控制程序的一個(gè)重要參數(shù)。中國(guó)專利ZL 201020170314. 3公開(kāi)了一種兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測(cè)速裝置，用于發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的測(cè)量。所述裝置包含有增速齒輪箱、空心長(zhǎng)軸、固定板、傳感器支架、測(cè)速傳感器和測(cè)速計(jì)數(shù)盤(pán)，所述測(cè)速計(jì)數(shù)盤(pán)套裝于增速齒輪箱的空心長(zhǎng)軸上，所述固定板固定設(shè)置于增速齒輪箱的外側(cè)壁上，所述傳感器支架與固定板相連，所述測(cè)速傳感器安裝于傳感器支架上，且所述測(cè)速傳感器置于測(cè)速計(jì)數(shù)盤(pán)上方，相比于常規(guī)的安裝方式，增速齒輪箱在風(fēng)機(jī)運(yùn)作時(shí)，運(yùn)行平穩(wěn)不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，因而保證了測(cè)速傳感的測(cè)速進(jìn)度，雖然該公開(kāi)技術(shù)方案對(duì)現(xiàn)有的測(cè)速裝置的安裝方式進(jìn)行了改進(jìn)，但是其測(cè)速裝置的各組成部件都是現(xiàn)有的，由于原有的測(cè)速裝置各組成部件的局限性，該技術(shù)方案對(duì)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的測(cè)量的準(zhǔn)確度都有待進(jìn)一步提高，并且安裝的穩(wěn)定性也有待進(jìn)一步提高。公開(kāi)號(hào)為CN 101762716A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種水輪發(fā)電機(jī)齒盤(pán)測(cè)速裝置， 包括兩個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)測(cè)速探頭CP1、CP2組成一組測(cè)速反饋信號(hào)安裝于測(cè)速齒輪旁，兩個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)測(cè)速探頭CP1、CP2的輸出信號(hào)通過(guò)引線連接到安裝于調(diào)速器電器柜中的專用信號(hào)處理板的信號(hào)輸入端子上，齒盤(pán)信號(hào)經(jīng)降壓、濾波、限幅、整形后一路經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器判斷輸入信號(hào)的正誤。該技術(shù)方案通過(guò)兩個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)測(cè)速探頭CP1、CP2來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)和高電平信號(hào)，信號(hào)處理板將經(jīng)過(guò)降壓、濾波、限幅、整形、分頻等處理后的脈沖信號(hào)和測(cè)頻周期信號(hào)輸入到PLC高速計(jì)數(shù)板，高速計(jì)數(shù)板通過(guò)總線將轉(zhuǎn)速的頻率信號(hào)傳輸給PLC的CPU作為調(diào)速器轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)。該技術(shù)方案對(duì)測(cè)速精度和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性有了一定的提高，但是其由于對(duì)測(cè)速齒盤(pán)加工精度沒(méi)有要求，兩個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)測(cè)速探頭CP1、CP2相互離得很近，要測(cè)脈沖信號(hào)和高電平信號(hào)，可能接受信號(hào)之間存在一定的干擾，同時(shí)，信號(hào)的處理也較為復(fù)雜，其轉(zhuǎn)速的測(cè)量的精確度需要進(jìn)一步提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、抗干擾能力好、易于維護(hù)、測(cè)速精度高的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置。一種發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，包括安裝在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上的永磁鐵、靠近發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸的外圓周面的霍爾傳感器、與霍爾傳感器相連的信號(hào)處理器、與信號(hào)處理器相連的可編程控制器以及為信號(hào)處理器提供工作電源的直流電源。[0007]本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置投入使用時(shí)，其測(cè)量元件是由霍爾傳感器和永磁體構(gòu)成，發(fā)電機(jī)主軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上的永磁體也跟著旋轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上安裝的永磁體依次經(jīng)過(guò)(在有效距離內(nèi))霍爾傳感器感應(yīng)面時(shí)，霍爾傳感器產(chǎn)生電壓差，從而提供了一個(gè)測(cè)量脈沖信號(hào)。該測(cè)量脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器進(jìn)行整形、自鎖、變形、分頻等技術(shù)處理后，輸出一隔離的速度反饋信號(hào)(方波)送入可編程控制器，可編程控制器就可以得到轉(zhuǎn)速值。得到的轉(zhuǎn)速值可作為調(diào)節(jié)速度的一個(gè)速度反饋信號(hào)，調(diào)速裝置通過(guò)該速度反饋信號(hào)穩(wěn)定地控制發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速。以下作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案所述的霍爾傳感器與永磁鐵所在的垂直于發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸的軸向的截面處于同一平面，使得霍爾傳感器產(chǎn)生更加穩(wěn)定的電壓差，從而提供了一個(gè)更穩(wěn)定的測(cè)量脈沖信號(hào)。所述的發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上的永磁鐵的外側(cè)設(shè)有聚四氟乙烯環(huán)形套筒，聚四氟乙烯環(huán)形套筒通過(guò)緊固螺釘固定，通過(guò)聚四氟乙烯環(huán)形套筒和緊固螺釘從而將永磁鐵箍裝在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上。所述的聚四氟乙烯環(huán)形套筒的內(nèi)壁設(shè)有與永磁鐵相配合的凹槽，從而進(jìn)一步將永磁鐵固定，將永磁鐵牢牢地固定在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上，即使發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，也能將永磁鐵較好地固定在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上。所述的永磁鐵與發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂密封膠粘接固定，以使進(jìn)一步增加永磁鐵與發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸的牢固度。所述的永磁鐵為多個(gè)，均勻分布在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上，縮短了速度的反饋時(shí)間，以使在測(cè)速過(guò)程中，能產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，能準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速。所述的永磁鐵為50 60個(gè)，由于在工業(yè)應(yīng)用中，發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸的直徑有一定要求，當(dāng)永磁鐵為50 60個(gè)時(shí)，發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置能對(duì)發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速及時(shí)反饋，從而使得可編程控制器和調(diào)速裝置可以及時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以達(dá)到穩(wěn)速的目的。同時(shí)，抗干擾能力更強(qiáng)，測(cè)速精度更高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的霍爾傳感器成本低廉，有效的降低發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置的生產(chǎn)成本，同時(shí)，發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能好，易于維護(hù)。在較為惡劣的電磁環(huán)境下發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可有效地消除霍爾信號(hào)產(chǎn)生的誤差，提高測(cè)速精度。特別是設(shè)置多個(gè)永磁鐵，縮短了速度的反饋時(shí)間，以使在測(cè)速過(guò)程中，能產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，能準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，也能及時(shí)將脈沖信號(hào)，縮短了速度的反饋時(shí)間，從而使得可編程控制器和調(diào)速裝置可以及時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以達(dá)到穩(wěn)速的目的，解決了傳統(tǒng)測(cè)速系統(tǒng)無(wú)法將速度及時(shí)的反饋從而造成低速下穩(wěn)速不易的技術(shù)難題。

圖1為本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸和永磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中指定位置A處放大的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，包括永磁鐵20、霍爾傳感器30、信號(hào)處理器40、直流電源50和可編程控制器60。永磁鐵20安裝在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10上，永磁鐵20可具體選用釹鐵硼磁鋼，為圓柱形(直徑為8mm，高為4mm)?；魻杺鞲衅?30與永磁鐵20所在的垂直于發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10的軸向的截面處于同一平面并靠近發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10的外圓周面，霍爾傳感器30的感應(yīng)端朝向永磁鐵20，霍爾傳感器30與永磁鐵 20要在有效距離之內(nèi)，即當(dāng)永磁鐵20旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)霍爾傳感器30的感應(yīng)面時(shí)，霍爾傳感器30 產(chǎn)生電壓差，從而提供了一個(gè)測(cè)量的脈沖信號(hào)。霍爾傳感器30可具體選擇采用mH-5C-70 霍爾測(cè)速傳感器(M18*l.幻，可測(cè)量的頻率范圍0. 2Hz至20，OOOHz。信號(hào)處理器40與霍爾傳感器30相連，直流電源50與信號(hào)處理器40相連，用于為信號(hào)處理器40提供工作電源。 可編程控制器60與信號(hào)處理器40相連。信號(hào)處理器40可采用現(xiàn)有的集成電路板，可以采用市售的產(chǎn)品。一般可選用555 信號(hào)發(fā)生器，具體可選用NE555脈沖可調(diào)發(fā)生器。可編程控制器60也可以采用市售產(chǎn)品，一般選擇帶計(jì)數(shù)模塊的PLC，如計(jì)數(shù)模塊采用SIEMENS FM350-1，用在SIEMENS S7-300或者M(jìn)7-300控制系統(tǒng)中，組成帶計(jì)數(shù)模塊的 PLC。如圖2、圖3所示，發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10上的永磁鐵20的外側(cè)設(shè)有聚四氟乙烯環(huán)形套筒200，聚四氟乙烯環(huán)形套筒200通過(guò)緊固螺釘300固定。聚四氟乙烯環(huán)形套筒200為圓環(huán)狀，聚四氟乙烯環(huán)形套筒200內(nèi)壁設(shè)有與永磁鐵20相配合的凹槽，永磁鐵20裝入凹槽內(nèi)，用圓環(huán)狀的聚四氟乙烯環(huán)形套筒200將永磁鐵20箍裝于發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10上。永磁鐵20與發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10之間用環(huán)氧樹(shù)脂密封膠100粘接固定。永磁鐵20為55個(gè)，緊固螺釘300為5個(gè)，均勻分布在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10上。本實(shí)用新型的工作原理如下本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置投入使用時(shí)，其測(cè)量元件是由霍爾傳感器30和永磁體20構(gòu)成，發(fā)電機(jī)主軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10上的永磁體20也跟著旋轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸10上安裝的永磁體20依次經(jīng)過(guò)(在有效距離內(nèi))霍爾傳感器30感應(yīng)面時(shí)，霍爾傳感器30產(chǎn)生電壓差，從而提供了一個(gè)測(cè)量脈沖信號(hào)。 該測(cè)量脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器40進(jìn)行整形、自鎖、變形、分頻等技術(shù)處理后，輸出一隔離的速度反饋信號(hào)(方波)送入可編程控制器60，可編程控制器60就可以得到轉(zhuǎn)速值。得到的轉(zhuǎn)速值可作為調(diào)節(jié)速度的一個(gè)速度反饋信號(hào)，調(diào)速裝置通過(guò)該速度反饋信號(hào)穩(wěn)定地控制發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求1.一種發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，包括安裝在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸(10) 上的永磁鐵(20)、靠近發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸(10)的外圓周面的霍爾傳感器(30)、與霍爾傳感器 (30)相連的信號(hào)處理器(40)、與信號(hào)處理器00)相連的可編程控制器(60)以及為信號(hào)處理器GO)提供工作電源的直流電源(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，所述的霍爾傳感器(30)與永磁鐵O0)所在的垂直于發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸(10)的軸向的截面處于同一平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，所述的發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸(10)上的永磁鐵O0)的外側(cè)設(shè)有聚四氟乙烯環(huán)形套筒000)，聚四氟乙烯環(huán)形套筒(200)通過(guò)緊固螺釘(300)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，所述的聚四氟乙烯環(huán)形套筒O00)的內(nèi)壁設(shè)有與永磁鐵O0)相配合的凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，所述的永磁鐵O0)與發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸(10)之間通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂密封膠(100)粘接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，所述的永磁鐵 (20)為多個(gè)，均勻分布在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸(10)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，其特征在于，所述的永磁鐵 (20)為50 60個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置，包括安裝在發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸上的永磁鐵、靠近發(fā)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸的外圓周面的霍爾傳感器、與霍爾傳感器相連的信號(hào)處理器、與信號(hào)處理器相連的可編程控制器以及為信號(hào)處理器提供工作電源的直流電源。本實(shí)用新型的霍爾傳感器成本低廉，有效的降低發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置的生產(chǎn)成本，同時(shí)，發(fā)電機(jī)組動(dòng)力渦輪的測(cè)速裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能好，易于維護(hù)，抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01P3/487GK202305552SQ20112040251
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者胡雙栽 申請(qǐng)人:杭州鋼鐵集團(tuán)公司