專(zhuān)利名稱(chēng)：用于渦輪機(jī)組的盤(pán)車(chē)工作的方法和裝置的制作方法
用于渦輪機(jī)組的盤(pán)車(chē)工作的方法和裝置本發(fā)明涉及一種裝置，其包括發(fā)電機(jī)、主勵(lì)磁機(jī)和輔助勵(lì)磁機(jī)以及一種用于盤(pán)車(chē)(Turnen)包括汽輪機(jī)和/或燃?xì)廨啓C(jī)和/或發(fā)電機(jī)的軸系的方法。具有三相同步發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)組通常在電廠中用于產(chǎn)生電能。渦輪機(jī)組主要包括燃?xì)廨啓C(jī)、三相同步發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁電流裝置以及必要時(shí)汽輪機(jī)。由發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的三相電流在發(fā)電機(jī)的定子繞組上被取用，而用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子繞組用直流電激勵(lì)。已知的是，通過(guò)無(wú)電刷的旋轉(zhuǎn)的整流勵(lì)磁機(jī)或者在靜態(tài)晶閘管控制的勵(lì)磁裝置上通過(guò)集電環(huán)來(lái)提供直流電流。具有外極的無(wú)電刷的整流勵(lì)磁機(jī)與發(fā)電機(jī)耦合，使得其電樞隨著發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)。在這種情況中，在勵(lì)磁機(jī)中產(chǎn)生的三相電流首先借助隨著勵(lì)磁機(jī)的電樞軸旋轉(zhuǎn)的整流器來(lái)整流。由這種整流勵(lì)磁機(jī)所產(chǎn)生的直流電流可以直接 地、無(wú)集電環(huán)地引導(dǎo)至發(fā)電機(jī)的電樞。與具有作為驅(qū)動(dòng)裝置的汽輪機(jī)的渦輪機(jī)組不同，燃?xì)廨啓C(jī)不能獨(dú)立地加速渦輪機(jī)組。渦輪機(jī)組的加速一般從具有大約IOOMirT1至ZOOMirT1的轉(zhuǎn)速的所謂盤(pán)車(chē)工作(Turnbetrieb)中進(jìn)行，為此通常使用油壓驅(qū)動(dòng)裝置。已知的是，燃?xì)廨啓C(jī)在大約1000U/min的足夠的轉(zhuǎn)速下才點(diǎn)燃并且繼續(xù)加速直至額定轉(zhuǎn)速。為了達(dá)到該邊界轉(zhuǎn)速，可以將獨(dú)立的所謂起動(dòng)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)作為頻率控制的馬達(dá)用于加速。在電廠中的包括汽輪機(jī)和/或燃?xì)廨啓C(jī)以及發(fā)電機(jī)的軸系必須在從帶有額定轉(zhuǎn)速的工作中減速之后以小轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，這也稱(chēng)為盤(pán)車(chē)，以便在冷卻中避免軸的變形。在此，軸系通過(guò)特定為此安裝的油壓驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)以大約2U/min至大約70U/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)。通過(guò)用于油壓驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)的油的使用，始終存在著火的危險(xiǎn)。本發(fā)明的目的是，提供一種裝置和一種方法，借助其可以盤(pán)車(chē)在電廠中的軸系，而在此并未使用外部的油壓驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)。該目的通過(guò)包括發(fā)電機(jī)、主勵(lì)磁機(jī)和輔助勵(lì)磁機(jī)的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中輔助勵(lì)磁機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)工作構(gòu)建用于產(chǎn)生電壓，并且，在盤(pán)車(chē)工作中構(gòu)建為盤(pán)車(chē)馬達(dá)。在標(biāo)準(zhǔn)工作中，輔助勵(lì)磁機(jī)是永磁同步機(jī)，其作為旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁裝置的組成部分安裝在發(fā)電機(jī)側(cè)的軸系的端部。在標(biāo)準(zhǔn)工作中，輔助勵(lì)磁機(jī)構(gòu)建為同步發(fā)電機(jī)，所述同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓用于主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組?，F(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明提出，輔助勵(lì)磁機(jī)構(gòu)建為同步馬達(dá)，所述同步馬達(dá)以大約2U/min至70U/min的必需的盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)軸系。因此，對(duì)于盤(pán)車(chē)工作，完全地省去油壓驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)。此外，整體地縮短機(jī)殼的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。通過(guò)將輔助勵(lì)磁機(jī)的端子轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的三相饋電設(shè)備上來(lái)實(shí)現(xiàn)將首先作為同步發(fā)電機(jī)工作的輔助勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)軸系的同步電機(jī)。該三相饋電設(shè)備產(chǎn)生具有可變頻率的可變電壓。因此，輔助勵(lì)磁機(jī)成為同步馬達(dá)，所述同步馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)三相饋電設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)并且提供大約3U/min至100U/min的必需的盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速。在本發(fā)明的意義下有利的是，為了控制轉(zhuǎn)速而在渦輪機(jī)的測(cè)速發(fā)電機(jī)上輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。在從屬權(quán)利要求中給出其他的有利的改進(jìn)方案。
于是，在發(fā)電機(jī)的第一有利改進(jìn)方案中，主勵(lì)磁機(jī)和輔助勵(lì)磁機(jī)通過(guò)軸傳以輸轉(zhuǎn)矩的方式彼此耦合。在本發(fā)明的意義下有利的是，因此避免使用傳動(dòng)裝置或類(lèi)似的傳輸轉(zhuǎn)矩的元件。在另一有利的改進(jìn)方案中，主勵(lì)磁機(jī)具有由輔助勵(lì)磁機(jī)來(lái)供給電流的定子繞組。針對(duì)方法的目的通過(guò)用于盤(pán)車(chē)包括汽輪機(jī)和/或燃?xì)廨啓C(jī)和/或發(fā)電機(jī)的軸系的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中為產(chǎn)生磁場(chǎng)所需的輔助勵(lì)磁機(jī)作為盤(pán)車(chē)馬達(dá)工作。根據(jù)本發(fā)明，在該方法中通過(guò)三相饋電設(shè)備為輔助勵(lì)磁機(jī)供給電壓，其中三相饋電設(shè)備提供頻率可變的可變電壓。下面借助附圖
進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)施例。其中圖I示出了裝置的縱覽圖；圖2示出了具有轉(zhuǎn)動(dòng)的、無(wú)電刷的勵(lì)磁機(jī)的渦輪機(jī)組的原理電路圖。圖I示出了汽輪機(jī)I、發(fā)電機(jī)2、主勵(lì)磁機(jī)3和輔助勵(lì)磁機(jī)4。汽輪機(jī)I包括并未詳細(xì)示出的包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子，以及具有多個(gè)導(dǎo)向輪葉的殼體。轉(zhuǎn)子以可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安置。在一個(gè)替選的實(shí)施形式中，除了汽輪機(jī)I之外可以以傳輸轉(zhuǎn)矩的方式設(shè)置燃?xì)廨啓C(jī)。在發(fā)電機(jī)2上以傳輸轉(zhuǎn)矩的方式設(shè)置有發(fā)電機(jī)2。發(fā)電機(jī)2具有帶有電樞繞組19的電樞以及帶有定子繞組22的定子。由主勵(lì)磁機(jī)3為電樞繞組19供給電壓，這引起磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)由于可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)引起定子繞組22中的感應(yīng)電壓。輔助勵(lì)磁機(jī)4和主勵(lì)磁機(jī)3同樣以傳輸轉(zhuǎn)矩的方式彼此I禹合。在輔助勵(lì)磁機(jī)4和主勵(lì)磁機(jī)3之間設(shè)置有整流器和電壓調(diào)整器6，所述電壓調(diào)整器整流由輔助勵(lì)磁機(jī)4傳輸?shù)碾妷阂约捌ヅ湓撾妷旱拇笮?。在?biāo)準(zhǔn)工作中(即軸系以3000U/min或3600U/min的頻率轉(zhuǎn)動(dòng))切換裝置7在用于標(biāo)準(zhǔn)工作的位置N中。如果軸系必須從比較高的轉(zhuǎn)速減速到低的轉(zhuǎn)速，則將切換裝置7置于用于盤(pán)車(chē)工作的位置T中，由此能夠?qū)崿F(xiàn)到具有控制裝置的三相饋電設(shè)備8的連接。三相饋電設(shè)備8提供電壓，其中電壓的大小和電壓的頻率是可變并且可調(diào)的。因此，輔助勵(lì)磁機(jī)4構(gòu)建為同步馬達(dá)，所述同步馬達(dá)以在3U/min和100U/min之間的必需的盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)軸系。為控制構(gòu)建為盤(pán)車(chē)馬達(dá)(Turnmotor)的輔助勵(lì)磁機(jī)，將實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和額定轉(zhuǎn)動(dòng)頻率Nwa提供為用于三相饋電設(shè)備8的輸入量。最后，通過(guò)電網(wǎng)為三相饋電設(shè)備8供給電能。圖2示出了具有旋轉(zhuǎn)的無(wú)電刷的勵(lì)磁機(jī)10的渦輪機(jī)組的原理電路。原理電路圖示出了具有無(wú)電刷的旋轉(zhuǎn)的整流勵(lì)磁機(jī)10的發(fā)電機(jī)2，其包括輔助勵(lì)磁機(jī)11和主勵(lì)磁機(jī)12。發(fā)電機(jī)2和整流勵(lì)磁機(jī)10均具有靜態(tài)的部件13和旋轉(zhuǎn)的部件14。在輔助勵(lì)磁機(jī)11中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的永磁體15在輔助勵(lì)磁線圈16中感應(yīng)出電流，該電流輸送給電壓調(diào)整器17，主勵(lì)磁機(jī)12的定子繞組18連接至所述電壓調(diào)整器?？梢蕴孢x地設(shè)置從未示出的電網(wǎng)到電壓調(diào)整器17的電壓輸送來(lái)代替從輔助勵(lì)磁線圈16到電壓調(diào)整器17的電壓輸送。定子繞組18產(chǎn)生場(chǎng)，該場(chǎng)在主勵(lì)磁機(jī)12的電樞繞組19中感應(yīng)出電流，該電流通過(guò)旋轉(zhuǎn)的整流器20來(lái)整流。該整流過(guò)的電流輸送給發(fā)電機(jī)2的電樞繞組21，所述電樞繞組作為旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)繞組安裝于這里未示出的電樞9。在發(fā)電機(jī)2的定子繞組22中由此產(chǎn)生三相電流，其可以饋入到未示出的電網(wǎng)中。電壓調(diào)整器17通過(guò)變流器23和變壓器24連接至定子繞組22。根據(jù)圖2的原理電路圖示出了標(biāo)準(zhǔn)工作，其中輔助勵(lì)磁機(jī)構(gòu)成為永磁同步機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，輔助勵(lì)磁機(jī)11通過(guò)三相饋電設(shè)備和作為同步馬達(dá)的切換裝置7工作，所述同步馬達(dá)以必需的盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速使軸系運(yùn)動(dòng) 。
權(quán)利要求
1.一種裝置， 包括發(fā)電機(jī)(2)、主勵(lì)磁機(jī)(3，12)和輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)，其特征在于，所述輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)在標(biāo)準(zhǔn)工作(N)中構(gòu)建用于產(chǎn)生電壓，并且，在盤(pán)車(chē)工作(T)中構(gòu)建為盤(pán)車(chē)馬達(dá)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置， 其中所述發(fā)電機(jī)(2)、所述主勵(lì)磁機(jī)(3，12)和所述輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)通過(guò)軸以傳輸轉(zhuǎn)矩的方式彼此耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置， 具有三相饋電設(shè)備(8)，所述三相饋電設(shè)備為所述輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)供給頻率能夠變化的電壓。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置， 具有切換裝置(7)，所述切換裝置構(gòu)建用于在標(biāo)準(zhǔn)工作(N)和盤(pán)車(chē)工作(T)之間進(jìn)行切換。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置， 其中所述主勵(lì)磁機(jī)(3，12)具有由所述輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)供給電流的定子繞組(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置， 其中通過(guò)所述定子繞組(18)能夠在所述主勵(lì)磁機(jī)(3，12)的電樞繞組(19)中感應(yīng)出電壓。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置， 其中所述輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)具有能夠圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(5)旋轉(zhuǎn)的永磁體(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7之一所述的裝置， 其中所述三相饋電設(shè)備⑶包括控制器，其中所述裝置的實(shí)際旋轉(zhuǎn)頻率和期望旋轉(zhuǎn)頻率(Nwa)在所述控制器中檢測(cè)為輸入量。
9.一種用于盤(pán)車(chē)包括汽輪機(jī)和/或燃?xì)廨啓C(jī)和/或發(fā)電機(jī)的軸系的方法， 其中對(duì)于產(chǎn)生磁場(chǎng)所需的所述輔助勵(lì)磁機(jī)(11)作為盤(pán)車(chē)馬達(dá)工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法， 其中通過(guò)三相饋電設(shè)備(8)為所述輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)供給電壓，其中所述三相饋電設(shè)備(8)提供頻率能夠變化的電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置包括發(fā)電機(jī)(2)以及汽輪機(jī)(1)和勵(lì)磁裝置，其中構(gòu)建勵(lì)磁裝置，使得在標(biāo)準(zhǔn)工作(N)期間輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)構(gòu)建為永磁同步機(jī)，并且，在盤(pán)車(chē)工作中(T)輔助勵(lì)磁機(jī)(4，11)構(gòu)建為同步馬達(dá)或盤(pán)車(chē)馬達(dá)。
文檔編號(hào)H02P9/08GK102804591SQ201080025699
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者克里斯托夫·萊曼 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司