加速发电装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020679459.X (22)申请日 2020.04.28 (73)专利权人 黄明实 地址 547699 广西壮族自治区河池市凤山 县凤城镇凤阳路52号 (72)发明人 黄明实莫增吉覃瑞长廖文锐 黄立产 (74)专利代理机构 南宁智卓专利代理事务所 (普通合伙) 45129 代理人 邓世江谭月萍 (51)Int.Cl. H02K 53/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种加速发电装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种加速发电装置， 包括 支撑底座和安装在支。

2、撑底座上的动力电机、 发电 机和轴承座， 在所述动力电机的输出轴和发电机 的输入轴之间设置有多段呈同轴设置的传动轴， 该每段传动轴之间通过若干个轴承座安装在所 述支撑底座上， 动力电机通过第一联轴器与传动 轴的首端传动连接， 发电机通过第二联轴器与传 动轴进行传动连接， 从动力电机至发电机之间的 传动轴上依次安装有多级且直径由小逐渐变大 的飞轮， 在每一级飞轮的输入转子一侧的传动轴 上设置有离合器。 本实用新型能快速提升动力电 机的转速， 可以使动力电机在轻载状况下较快启 动， 有效改善提速的效果， 减少了动力电机受到 的冲击， 提高了动力电机的使用寿命。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页。

3、 CN 211859911 U 2020.11.03 CN 211859911 U 1.一种加速发电装置， 其特征在于： 包括支撑底座和安装在支撑底座上的动力电机、 发 电机和轴承座， 在所述动力电机的输出轴和发电机的输入轴之间设置有多段呈同轴设置的 传动轴， 该每段传动轴之间通过若干个轴承座安装在所述支撑底座上， 所述动力电机的输 出轴通过第一联轴器与传动轴的首端传动连接， 所述发电机的输入轴通过第二联轴器与所 述传动轴的尾端进行传动连接， 从所述动力电机至发电机之间的传动轴上依次安装有多级 且直径由小逐渐变大的飞轮， 在每一级飞轮的输入转子一侧的传动轴上设置有离合器， 所 述轴承座、 飞轮。

4、、 离合器、 轴承座、 第一联轴器、 第二联轴器呈同轴设置在所述传动轴上。 2.根据权利要求1所述的一种加速发电装置， 其特征在于： 在每级飞轮的输入转子一侧 和输出转子一侧分别通过所述轴承座与传动轴传动连接， 所述离合器安装在飞轮的输入转 子与轴承座之间。 3.根据权利要求1或2所述的一种加速发电装置， 其特征在于： 在靠近动力电机一侧的 支撑底座上设置有电控箱， 在所述动力电机的转子上还设置有转速传感器， 所述电控箱与 所述离合器和转速传感器进行电气连接， 所述电控箱与动力电机之间还设置有变频控制 器， 所述电控箱通过变频控制器与所述动力电机进行电气连接。 4.根据权利要求3所述的一种加速。

5、发电装置， 其特征在于： 在所述电控箱与所述离合器 之间还设置有启动控制电路， 该启动控制电路包括隔离开关、 隔离驱动电路和启动开关， 所 述电控箱的控制输出端依次通过隔离开关、 隔离驱动电路和启动开关与接合控制端连接。 5.根据权利要求4所述的一种加速发电装置， 其特征在于： 所述离合器为电磁离合器。 6.根据权利要求1所述的一种加速发电装置， 其特征在于： 所述离合器安装在所述轴承 座的一侧且靠近第一联轴器一侧的传动轴上。 7.根据权利要求1所述的一种加速发电装置， 其特征在于： 所述飞轮由三级直径大小不 相同的小飞轮、 中飞轮和大飞轮组成， 其中， 最小飞轮的直径为1000mm-1800。

6、mm， 最大飞轮的 直径为5000mm-6000mm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211859911 U 2 一种加速发电装置 技术领域 0001 本实用新型属于发电机技术领域， 尤其涉及一种加速发电装置。 背景技术 0002 动力发电机一般是由启动电机和发电机以及其它辅助部分构成的一个系统， 一般 称之为发电机组。 一般发电机组由动力机组(多为三相电机、 柴油机或汽油机)、 发电机组和 配电控制装置组成， 动力机组运转产生动力拖动发电机进行发电， 当动力发电机组的动力 机组与发电机组启动成功后， 由动力机组稳定持续地启动发电机组工作， 从而持续向外供 给电能； 由于动力机组与发电机组。

7、是同时启动的， 发电机组由于自身的质量惯性较大， 启动 比较缓慢， 发电机组启动和提速过程中会造成转矩过大， 为此， 要求启动的动力机组的功率 的配置较高， 往往出现启动困难甚至不能启动的问题， 启动后， 提速过程也比较缓慢， 动力 机组对发电机组进行提速时受驱动力的限制较大， 即使增加更大的力也达不到提速的效 果， 甚至会严重损害动力机组， 动力机组受到冲击而严重损害使用寿命。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于提供一种加速发电装置， 本实用新型能快速提升动力电机 的转速， 可以使动力电机在轻载状况下较快启动， 有效改善提速的效果， 减少了动力电机受 到的冲击， 提高了动力电机的使。

8、用寿命。 为了实现上述目的， 实用新型采用以下技术效果： 0004 根据本实用新型的一个方面， 提供了一种加速发电装置， 包括支撑底座和安装在 支撑底座上的动力电机、 发电机和轴承座， 在所述动力电机的输出轴和发电机的输入轴之 间设置有多段呈同轴设置的传动轴， 该每段传动轴之间通过若干个轴承座安装在所述支撑 底座上， 所述动力电机的输出轴通过第一联轴器与传动轴的首端传动连接， 所述发电机的 输入轴通过第二联轴器与所述传动轴的尾端进行传动连接， 从所述动力电机至发电机之间 的传动轴上依次安装有多级且直径由小逐渐变大的飞轮， 在每级飞轮的输入转子一侧的传 动轴上设置有离合器， 所述轴承座、 飞轮、。

9、 离合器、 轴承座、 第一联轴器、 第二联轴器呈同轴 设置在所述传动轴上。 0005 上述方案优选的， 在每级飞轮的输入转子一侧和输出转子一侧分别通过所述轴承 座与传动轴传动连接， 所述离合器安装在飞轮的输入转子与轴承座之间。 0006 上述方案优选的， 在靠近动力电机一侧的支撑底座上设置有电控箱， 在所述动力 电机的转子上还设置有转速传感器， 所述电控箱与所述离合器和转速传感器进行电气连 接， 所述电控箱与动力电机之间还设置有变频控制器。 0007 上述方案进一步优选的， 在所述电控箱与所述离合器之间还设置有启动控制电 路， 该启动控制电路包括隔离开关、 隔离驱动电路和启动开关， 所述电控箱。

10、的控制输出端依 次通过隔离开关、 隔离驱动电路和启动开关与接合控制端连接。 0008 上述方案进一步优选的， 所述离合器为电磁离合器。 0009 上述方案进一步优选的， 所述离合器安装在所述轴承座的一侧且靠近第一联轴器 说明书 1/4 页 3 CN 211859911 U 3 一侧的传动轴上。 0010 上述方案进一步优选的， 所述飞轮由三个直径大小不相同的小飞轮、 中飞轮和大 飞轮组成， 其中， 小飞轮的直径为1000mm-1800mm， 大飞轮的直径为5000mm-6000mm。 0011 实用新型采用了上述技术方案， 实用新型具有以下技术效果： 0012 本实用新型将离合器和直径逐渐变大。

11、的飞轮通过传动轴连接， 使离合器逐渐接合 并带动飞轮负载逐渐进行高速转动， 从而解决了动力电机启动初期输出力矩不足以带动负 载从而启动失败的问题； 本实用新型从而解决了动力电机对发电机组进行提速时受驱动力 限制的问题； 本实用新型的发电系统可快速提速， 提速的效果， 动力电机启动时的负载较 轻， 可以较快启动， 减少了动力电机受到的冲击， 提高了动力电机的使用寿命。 附图说明 0013 图1是实用新型的一种加速发电装置的原理图； 0014 图2是实用新型电控箱的控制原理图； 0015 动力电机1， 发电机2， 轴承座3， 传动轴4， 飞轮5， 离合器6， 电控箱7， 转速传感器8， 变频控制器。

12、9， 支撑底座10， 第一联轴器11， 第二联轴器12， 小飞轮50， 中飞轮51， 大飞轮52。 具体实施方式 0016 为使实用新型的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下参照附图并举出优选 实施例， 对实用新型进一步详细说明。 然而， 需要说明的是， 说明书中列出的许多细节仅仅 是为了使读者对实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解， 即便没有这些特定的细节 也可以实现实用新型的这些方面。 0017 如图1所示， 根据本实用新型的一种加速发电装置， 包括支撑底座10和安装在支撑 底座上1的动力电机1、 发电机2和轴承座3， 在所述动力电机1的输出轴和发电机2的输入轴 之间设置有多段呈。

13、同轴设置的传动轴4， 该每段传动轴4之间通过若干个轴承座3安装在所 述支撑底座上1， 所述动力电机1的输出轴通过第一联轴器11与传动轴4的首端传动连接， 所 述发电机2的输入轴通过第二联轴器11与所述传动轴4的尾端进行传动连接， 从所述动力电 机1至发电机2之间的传动轴4上依次安装有多级且直径由小逐渐变大的飞轮5， 在每级飞轮 5的输入转子一侧的传动轴4上设置有离合器6， 该离合器6与每级飞轮之间分别设置有轴承 座3， 所述轴承座3、 飞轮5、 离合器6、 轴承座3、 第一联轴器11、 第二联轴器12呈同轴设置在所 述传动轴4上。 所述离合器6为电磁离合器； 在每级飞轮5的输入转子一侧和输出转。

14、子一侧分 别通过所述轴承座3与传动轴4传动连接， 所述离合器6安装在每级飞轮5的输入转子与轴承 座3之间； 所述离合器6安装在所述轴承座3的一侧且靠近第一联轴器11一侧的传动轴4上； 所述飞轮5由三级直径大小不相同的小飞轮50、 中飞轮51和大飞轮52组成， 其中， 最小飞轮 的直径为1000mm-2000mm， 最大飞轮的直径为5000mm-6000mm， 各个级的飞轮直径比可根据 发电系统输出的功率进行适当调整； 当动力电机1启动后开始转起来， 使动力电机1输出的 动能通过第一联轴器11、 传动轴4传动至第一个离合器6， 动力电机1的转速变化， 使离合器6 的扭矩逐渐发生变化， 离合器6的。

15、扭矩增大， 且离合器6的输出轴(从动轴)将转速和扭矩传 递到传动轴4上的小飞轮50， 所述小飞轮50获得动能， 开始高速旋转并进行储能， 由于小飞 轮50的惯性作用而进行储能并使传动轴4的扭力增加， 小飞轮50所产生的扭力使传动轴4的 说明书 2/4 页 4 CN 211859911 U 4 转速增加， 在传动轴4带动下并驱动下一个离合器6转动， 从而使中飞轮51输入侧的离合器6 的扭矩逐渐发生变化， 其转速和扭矩通过传动轴4传递到中飞轮51， 传动轴4带动中飞轮51 转动， 由于中飞轮51获得动能并开始高速旋转和储能， 由于中飞轮51的惯性作用将转速和 扭力传递到传动轴4上， 此时， 中飞轮。

16、51所产生的扭力使传动轴4的转速增加， 中飞轮51所产 生的扭力传递至大飞轮52输入侧的离合器6， 使离合器6输出的转速和扭矩增加并通过传动 轴4传递到大飞轮52， 由于大飞轮52的惯性作用而进行储能并使传动轴4的扭力增加， 大飞 轮52所产生的扭力使传动轴4的转速增加而带动所述发电机2转动发电， 在所传动轴4上依 次安装直径由小逐渐变大的小飞轮50、 中飞轮51和大飞轮52， 而小飞轮50、 中飞轮51和大飞 轮52分别通过离合器6进行增加飞轮扭力和转速， 在传动轴4上最末尾的大飞轮52扭力增而 带动大飞轮52高速旋转并储能， 从而完成大飞轮52高速旋转时带动发电机2转动发电， 为 此， 本。

17、实用新型通过旋转的动力电机1的动能传递至传动轴4上， 使每个离合器6独立旋转， 通过离合器6逐级对发电机2逐级传递扭力对飞轮进行储能和加速， 使发电机2获得高速旋 转的动能进行发电， 最终实现发电机2的稳压输出。 0018 结合图1和图2所示， 在靠近动力电机1一侧的支撑底座10上设置有电控箱7， 通过 储能配电或市电接入电控箱7， 电控箱7将供电转接至动力电机1； 在所述电控箱7内设置有 控制器， 该控制器为单片机控制器或PLC控制器， 在所述动力电机1的转子上还设置有转速 传感器8， 所述电控箱7中的控制器与所述离合器6和转速传感器8进行电气连接， 所述电控 箱7中的控制器与动力电机1之间。

18、还设置有变频控制器9， 所述电控箱7中的控制器通过变频 控制器9与所述动力电机1进行电气连接。 所述转速传感器8用于检测动力电机1的转速， 在 所述电控箱7与所述离合器6之间还设置有启动控制电路， 该启动控制电路包括隔离开关、 隔离驱动电路和启动开关， 所述电控箱7中的控制输出端依次通过隔离开关、 隔离驱动电路 和启动开关与接合控制端连接； 所述隔离开关为光电隔离开关， 所述隔离驱动电路由MOS功 率管构成， 所启动开关为晶闸管； 所述电控箱7的控制器通过隔离开关、 隔离驱动电路和启 动开关控制所离合器6并对对动力电机1的输出功率调进行节， 当动力电机1的转速超过设 定的最高额定转速时， 调节。

19、所述变频控制器9的输出频率从而对动力电机1进行限速控制， 所述电控箱7的控制器输出PWM脉冲控制信号， 使启动控制电路的启动开关闭合或截止， 将 导致电磁离合器6分离或接合， 当动力电机1降低到最低预设额定转速时使电磁离合器6接 合， 并继续带动发电机4发电。 所述电控箱7的控制器输出的PWM脉冲控制信号经过若干周期 后， 使经过电磁离合器6缓松开， 飞轮储存的惯性动能将带动发电机2继续发电， 从而可以等 待动力电机1进行重新在轻载状况下启动和加速， 本实用新型通过旋转的动力电机1的动能 传递至传动轴4上， 使每个离合器6独立旋转， 通过离合器6逐级对发电机2逐级传递扭力对 飞轮进行储能和加速。

20、， 以此周而复始， 离合器6的接合与分离， 接通和切断发电机2(永磁发 电机)的动力输入， 使发电机2获得高速旋转的动能进行发电， 最终实现发电机2的稳压输 出。 0019 结合图1和图2， 对本实用新型一种加速发电装置的加速发电控制过程作进一步阐 述， 控制过程包括以下步骤： 0020 步骤1： 在动力电机1至发电机2之间设置传动轴3， 沿动力电机1至发电机2之间的 传动轴3上依次设置若干级直径由小逐渐增大的飞轮5， 在每级飞轮5的输入侧的传动轴3上 分别设置离合器6； 说明书 3/4 页 5 CN 211859911 U 5 0021 步骤2： 启动动力电机1， 转速传感器8获取所述动动力。

21、电机1的第一检测转速,第一 转速低于预先设定的第一预设转速， 该转速传感器8将检测到的第一检测转速信息发送至 电控箱7； 所述电控箱7输出控制信号使第一个离合器6接合， 所述动力电机1的输出轴通过 传动轴4与第一个离合器6接合转动， 并带动传动轴4上的第一个飞轮5储能转动； 动力电机1 启动时动力较小， 当第一转速小于第一预设转速时， 电控箱7输出控制信号接通离合器6， 离 合器6接合后输出的动能驱动小飞轮50转动， 使动力电机1， 在较轻的负载条件下启动； 0022 步骤3： 所述转速传感器8获取所述动动力电机1的第二检测转速,转速低于预先设 定的第二预设转速时， 其中， 第二预设转速大于第。

22、一预设转速， 该转速传感器8将检测到的 第二预设转速信息发送至电控箱7； 所述电控箱7输出控制信号使下一个离合器6接合， 所述 动力电机1的输出轴通过传动轴4与下一个离合器6接合一起转动， 该离合器6的输出端带动 传动轴4上的第二个飞轮5储能转动； 当第二转速小于第二预设转速时， 电控箱7输出控制信 号接通离合器6， 离合器6接合后输出的动能驱动中飞轮51转动， 使动力电机1增速过程中， 逐渐增加负载而获得提速的动能， 从而使动力电机能在较轻的负载条件下进行快速提速； 0023 步骤4： 当转速传感器8获取所述动动力电机1的第二检测转速大于等于预先设定 的第二预设转速时,所述动力电机1的输出轴。

23、通过传动轴4与离合器6接合起转动， 从而使传 动轴4上最末尾的飞轮5储能转动， 并带动所述发电机2转动发电； 在本实用新型中， 若所述 第二检测转速大于等于预先设定的第二预设转速时， 且小于动力电机1的额定转速时， 传动 轴4上最末尾的飞轮5持续储能转动， 并带动所述发电机2持续转动发电， 若所述第二检测转 速等于额定转速时， 电控箱7输出控制信号至动力电机1， 以进行减速调整； 所转速传感器8 获取动力电机1的各个检测转速时进行一阶低通滤波， 从而获得抗扰处理的数据， 再与预设 转速进行比较， 以执行更准确的判断和处理。 本实用新型通过使电控箱7中的控制器连接转 速传感器、 离合器和变频控制。

24、器， 达到精准控制离合器的目的， 以便控制所述动力电机的转 速来控制离合器的接合与分离， 而渐增加或减轻负载而获得提速或减速的动能， 从而精确 地， 以达到发电系统节能加速的目的。 0024 在本实用新型中， 通过储能配电或市电接入电控箱7， 电控箱7将供电转接至动力 电机1， 接通配电让动力电机1轻载启动， 离合器6高速运行接合时的扭力远大于低速时的接 合力； 待动力电机1转速达到一定转速时， 将离合器6逐渐接合并带动飞轮负载高速转动， 解 决了动力电机1启动初期输出力矩不足以带动负载从而启动失败的问题， 甚至会损坏动力 电机1， 而且， 若飞轮(负载)启动时转矩及转动惯量较大时， 动力电机。

25、1无法通过飞轮直接驱 动发电机2启动运行。 会导致动力电机1启动过程的较长。 本实用新型， 从而解决了动力电机 1对发电机组进行提速时受驱动力限制的问题， 而且通过本实用新型的发电系统可快速提 速， 提速的效果， 动力电机1启动时的负载较轻， 可以较快启动， 减少了动力电机1受到的冲 击， 提高了动力电机1的使用寿命。 0025 以上所述仅是实用新型的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术 人员来说， 在不脱离实用新型原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰 也应视为实用新型的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 211859911 U 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 211859911 U 7 。