具有减震功能的发电装置的制作方法

本发明涉及发电机减震装置领域，具体为一种具有减震功能的发电装置。

背景技术：

发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。风能作为可再生、无污染的自然能源，深受人们重视，风力发电机也被运用到越老越多的场合。为了保证风力发电机的可靠运行，风机发电机的减震方式则是研发的重点。

风机发电机产生振动的原因之一是主轴发生弯曲，在主轴发生弯曲后，发电机组会发生异常振动，影响发电机组的正常使用。而导致主轴发生弯曲的原因之一则是主轴轴承缺油，此时主轴轴承与主轴之间的摩擦增大，在长期运转后就会引起发热现象，引起主轴发热，最终造成主轴局部高温弯曲变形。因此为了保证发电机组的正常运行，就需要保证轴承油位正常。

现目前，维修人员通常只是定时对风力发电机进行维护，而在其他时候就只会在发生故障后才会去做维护工作，这样一来，当轴承油在维修人员没有进行维护期间出现短缺，且维护人员又没有及时补充轴承油而引发主轴高温，导致发电机组异常振动现象，而一旦发电机的异常振动现象持续时间较长，就会导致发电机出现故障甚至损坏。

技术实现要素：

本发明意在提供一种具有减震功能的发电装置，以解决由于现有的风力发电机主轴在轴承油短缺时因为没有及时得到补充而导致发电机组异常振动的问题。

本发明提供基础方案是：具有减震功能的发电装置，包括机舱，机舱内设置有主轴和主轴轴承，其中，机舱内还设置有控制系统，控制系统包括第一采集模块，用于采集机舱表面温度；

第二采集模块，用于采集主轴轴承温度；

存储模块，存储有温差阈值；

处理模块，用于对采集到的机舱表面温度和主轴轴承温度进行处理后得到第一温度值和第二温度值，并得到第一温度值和温差阈值的合计值；

比较模块，用于将合计值与第二温度值进行比较；

控制模块，用于在比较出合计值高于第二温度值时发送控制信号；

加油模块，在接收到控制信号后，加油模块向主轴轴承添加轴承油。

基础方案的工作原理及有益效果是：考虑到在一般情况下，在发电机组正常运行时，主轴轴承的温度是在一定范围内的，虽然周围环境也会对主轴轴承的温度产生影响，但是这个影响同样存在机舱上，所以在正常情况下，主轴轴承的温度与机舱的温度差在一定范围内，因此本方案中设置第一采集模块和第二采集模块分别对机舱表面温度和主轴轴承的温度进行采集，当第二温度值大于第一温度值和温差阈值时，也就表示此时主轴轴承的温度较高，相比机舱温度而言已经高出了温差阈值，会出现主轴轴承温度过高的情况，容易引发主轴高温而出现弯曲，因此此时控制模块发送控制信号，加油模块向主轴轴承添加轴承油，通过轴承油的加入减小主轴轴承与主轴之间的摩擦，也就减小了因为摩擦出现的高温现象。

与现有技术中由维修人员定时添加轴承油的方式相比，本方案中，1.控制系统能够在主轴轴承出现高温的时候及时添加轴承油，从而避免主轴因为高温出现弯曲而引发的发电机组异常振动现象，保证发电机组的正常运行，也延长了发电机组的使用寿命；

2.在主轴轴承出现高温的时候，轴承油的注入不仅可以减小主轴轴承与主轴之间的摩擦，参考水冷散热的方式，温度低于主轴轴承温度的轴承油的注入还可以对主轴轴承进行冷却，使得主轴轴承的温度得到进一步的降低，进一步避免主轴因为高温出现弯曲而引发的发电机组异常振动现象。

优选方案一：作为基础方案的优选，控制系统还包括有统计模块，用于统计一段时间内控制模块发送控制信号的次数得到统计值，存储模块存储有统计阈值，比较模块还用于比较统计值和统计阈值，在统计值大于统计阈值时，控制模块发送异常报警控制信号；控制系统还包括有通信模块，用于发送异常报警信息。有益效果：考虑到在正常运行情况下，主轴轴承对于轴承油的消耗速度应该是处于一定速度范围内的，即在一定时间内，主轴轴承需要添加轴承油的次数也应该是在一定次数范围内的，因此本方案中，在统计值大于统计阈值时，也就表示在一定时间范围内，主轴轴承发生高温情况次数过多，也就是说除了轴承油短缺以外还存在有其他导致主轴轴承温度过高的情况，如发电机组散热效率不高导致发电机组温度过高引发主轴轴承温度过高，此时控制模块控制通信模块发送异常报警信息，维护人员在接收到异常报警信息后可以及时进行维护，从而及时消除高温现象，进而避免高温导致的振动现象。

优选方案二：作为优选方案一的优选，控制系统还包括有计时模块，存储模块预存有时间阈值，在控制模块第一次发送控制信号时计时模块开始计时得到计时信息，在计时信息等于时间阈值时，统计模块向比较模块发送统计值；在控制模块再次发送控制信号时计时模块重新开始计时。有益效果：本方案中，利用计时模块与统计模块的配合实现对一段时间内控制信号发送的次数进行统计，操作简单。

优选方案三：作为优选方案一的优选，存储模块还预存有温度阈值，在比较模块比较出第二温度值大于温度阈值时，控制模块发送高温报警信号，通信模块在接收到高温报警信号后发送高温报警信息。有益效果：考虑到在高温天气时，这时候尽管机舱与主轴轴承的温差不大，但是在高温天气的影响下，主轴轴承同样会出现高温情况，因此本方案中，还预设有温度阈值，在第二温度值大于温度阈值时，也就是说此时主轴轴承的温度已经超过了预设的温度阈值，此时控制模块控制通信模块发送高温报警信息，以提示维护人员主轴轴承的高温情况，保证维护人员能够及时消除主轴轴承的高温现象，避免出现主轴弯曲而导致的发电机组异常振动现象。

优选方案四：作为优选方案一的优选，统计模块还用于统计发送异常报警信号的次数得到异常报警值，比较模块比较异常报警值和统计阈值，在异常报警值大于统计阈值时，控制模块控制通信模块发送检修信息。有益效果：由于在主轴轴承出现异常时，主轴轴承就可能会出现磨损，因此在当主轴轴承出现异常情况的次数过多时，即异常报警值大于统计阈值，主轴轴承出现的磨损可能就过大甚至影响到主轴轴承的正常运行，因此本方案中，在异常报警值大于统计阈值时，通信模块发送检修信息，提醒维护人员对主轴轴承进行检修或更换，以保证发电机组的正常运行。

优选方案五：作为优选方案一的优选，统计模块还用于统计控制信号发送的次数得到加油次数，通信模块还用于发送加油次数。有益效果：考虑到发电机内的轴承油存储量是一定的，因此在完成一定次数的加油操作后，轴承油存储量耗尽或濒临耗尽，为了保证下次的加油操作正常进行，就需要及时补充轴承油，因此本方案中，对加油次数进行统计后发送给维护人员，维护人员通过加油次数也就可以预估轴承油剩余存储量，从而及时补充轴承油。

优选方案六：作为优选方案五的优选，存储模块存储有次数阈值，比较模块比较次数阈值和加油次数，在加油次数等于次数阈值时，通信模块发送补油信息。有益效果：本方案中，通过比较模块与次数阈值的配合，在加油次数等于次数阈值时，表明此时加油次数已经达到一定次数，轴承油剩余存储量已经濒临耗尽，通信模块发送补油信息，维护人员接收到补油信息后也就知晓需要进行补油而无需自己再去预估，操作简单。

优选方案七：作为优选方案二的优选，通信模块还用于接收开始信号，计时模块还用于在通信模块接收到开始信号后开始计时得到存储计时信息，存储模块中预设有存储阈值，比较模块比较存储阈值和存储计时信息，在存储计时信息大于存储阈值时，通信模块发送存储提示信息。有益效果：考虑到轴承油存储时间过长后，油质会变差，失去润滑效果，就需要更滑剩余的轴承油，因此本方案中，通过计时模块对轴承油的存储时间进行统计，及时提醒维护人员进行更换，从而保证对主轴轴承的润滑效果。

优选方案八：作为优选方案一到优选方案七中任一个方案的优选，通信模块还用于接收修改信息，控制系统还包括有修改模块，用于根据修改信息对存储模块中存储的相应信息进行修改。有益效果：考虑到在不同情况下，存储模块中存储的信息可能会有不同，如轴承油的存储阈值，对于不同类型的轴承油来说，它的保存期会不同，因此本方案中，通过修改模块对相应的信息进行修改，以保证操作的正常进行。

优选方案九：作为基础方案的优选，机舱外表面还设置有用控制系统供电的太阳能电池。有益效果：本方案中利用太阳能电池为控制模块进行供电，充分利用了太阳能，也减小了对市电的需求。

附图说明

图1为本发明具有减震功能的发电装置实施例一的模块框图；

图2为本发明具有减震功能的发电装置实施例二中驱动结构处的示意图；

图3为图2中驱动件体积增大后的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

基本如附图1所示：具有减震功能的发电装置，包括机舱，机舱内设置有主轴和主轴轴承，其中，机舱内还设置有控制系统，机舱外表面还设置有用控制系统供电的太阳能电池，控制系统包括第一采集模块，用于采集机舱表面温度；

第二采集模块，用于采集主轴轴承温度；

存储模块，存储有温差阈值、温度阈值、统计阈值和次数阈值；

处理模块，用于对采集到的机舱表面温度和主轴轴承温度进行处理后得到第一温度值和第二温度值，并得到第一温度值和温差阈值的合计值；

比较模块，用于将合计值与第二温度值进行比较，将第二温度值与温度阈值进行比较；

控制模块，用于在比较出合计值高于第二温度值时发送控制信号；在比较模块比较出第二温度值大于温度阈值时发送高温报警信号；

加油模块，在接收到控制信号后，加油模块向主轴轴承添加轴承油；本实施例中，加油模块包括轴承油箱和液压泵，在接收到控制信号后，液压泵启动，从轴承油箱中吸入轴承油并形成压力将轴承油排出，送到主轴轴承处；在其他实施例中，加油模块包括轴承油箱、电磁阀、水泵和输油管，在接收到控制信号后，电磁阀启动，水泵将轴承油从轴承油箱中泵出并通过输油管送到主轴轴承处。

通信模块，在接收到高温报警信号后发送高温报警信息；

统计模块，用于统计一段时间内控制模块发送控制信号的次数得到统计值，比较模块还用于比较统计值和统计阈值，在统计值大于统计阈值时，控制模块发送异常报警控制信号；统计发送异常报警信号的次数得到异常报警值；通信模块发送异常报警信息；统计控制信号发送的次数得到加油次数，通信模块还用于发送加油次数；

比较模块还用于比较异常报警值和统计阈值，在异常报警值大于统计阈值时，控制模块控制通信模块发送检修信息；还用于比较次数阈值和加油次数，在加油次数等于次数阈值时，通信模块发送补油信息；

计时模块，存储模块预存有时间阈值，在控制模块第一次发送控制信号时计时模块开始计时得到计时信息，在计时信息等于时间阈值时，统计模块向比较模块发送统计值；在控制模块再次发送控制信号时计时模块重新开始计时；通信模块还用于接收开始信号，计时模块还用于在通信模块接收到开始信号后开始计时得到存储计时信息，存储模块中预设有存储阈值，比较模块比较存储阈值和存储计时信息，在存储计时信息大于存储阈值时，通信模块发送存储提示信息；

修改模块，通信模块还用于接收修改信息，在接收到修改信息后，修改模块根据修改信息对存储模块中存储的相应信息进行修改。

具体实施过程如下：使用时，第一采集模块采集机舱表面的温度，处理模块对第一采集模块采集到的机舱表面温度进行处理后得到第一温度值c1，第二采集模块采集主轴轴承的温度并经过处理模块的处理后得到第二温差值c2，设定温差阈值为c0，则第一温度值和温差阈值的合计值cn＝c1+c0。

比较模块比较合计值cn和第二温度值c2，在比较出合计值cn高出第二温度值c2时，即cn＞c2，控制模块发送控制信号，加油模块接收到控制信息并向主轴轴承添加轴承油；设定存储模块中预存的温度阈值为cb，比较模块还比较第二温度值c2和温度阈值cb，在第二温度值c2大于温度阈值cb时，即c2＞cb，此时控制模块发送高温报警信号，通信模块在接收到高温报警信号后发送高温报警信息，本实施例中，高温报警信息采用文字信息，如“主轴轴承当前温度过高，请注意”，维护人员在接收到高温报警信息后，可及时对主轴轴承的高温情况进行处理，从而避免主轴轴承高温导致主轴弯曲。

统计模块统计在一段时间内控制模块发送的控制信号次数得到统计值a1，并在统计值大于存储模块中预存的统计阈值a0时，控制模块发送异常报警信号；具体的，存储模块预设有时间阈值t0，在控制模块第一次发送控制信号时，统计模块还是计数，同时计时模块开始计时得到计时信息t1，在计时信息t1等于时间阈值t0时，计时模块停止计时，同时统计模块得到的统计值a1比统计阈值a0进行比较，在控制模块再次发送控制信号时计时模块重新开始计时；在统计值a1大于统计阈值a0时，控制模块发送异常报警信号，通信模块发送异常报警信息，同时统计模块还统计发送异常报警信号的次数得到异常报警值b1，在统计到异常报警值b1大于统计阈值a0时，控制模块发送检修信号，通信模块接收到检修信号后发送检修信息。

在控制模块发送控制信号时，统计模块统计发送的控制信号的次数得到加油次数d1，存储模块预存有次数阈值d0，在比较模块比较得出加油次数d1等于次数阈值d0时，表明此时轴承油已经使用过多，需要补充轴承油，此时通信模块发送补油信息，以通知维护人员及时补充轴承油。

考虑到轴承油的存储时间过长时，轴承油的油质变差，润滑效果差，就需要更换轴承油，因此本实施例中，维护人员在补充轴承油后，发送开始信号，通信模块接收到开始信号后，计时模块开始计时得到存储计时信息t，存储模块中预设有存储阈值t0，在存储计时信息t大于存储阈值t0时，也就表示当前的轴承油存储时间已经超过预设的存储期限了，需要进行更换，通信模块发送存储提示信息，如“当前轴承油存储时间较长，需要进行更换”，以便维护人员及时更换轴承油。

考虑到在不同情况下，存储模块中存储的信息可能会有不同，如轴承油的存储阈值，对于不同类型的轴承油来说，它的保存期会不同，本实施例中，维护人员可发送修改信息，通过修改模块对相应的信息进行修改，以保证操作的正常进行。

实施例二

说明书附图中的附图标记包括：转子磁轭1、永磁体2、滑动槽20、缓冲垫21、限制件3、驱动件4、连接槽40。

与实施例一不同之处在于，本实施例中发电机包括定子和转子，转子沿转子磁轭1圆周方向设置有多个永磁体2；机舱上开设有通风口；

如图2所示，转子磁轭1内壁设置有滑动槽20，滑动槽20的开口朝向转子磁轭1内部(图2中以转子磁轭1的下方为转子磁轭1的内部)设置，滑动槽20的底部设置有缓冲垫21，本实施例中缓冲垫21为橡胶垫，在永磁体2朝向滑动槽20底部滑动的过程中，缓冲垫21对永磁体2的冲击进行缓冲，从而减小了在永磁体2滑动过程中对滑动槽造成的冲击而出现的振动，实现了减震效果。

永磁体2与滑动槽20滑动连接，优选的，为了保证永磁体2在滑动槽20中能够顺利滑动，滑动槽20内添加有润滑油。

滑动槽20底部的侧壁设置有非金属材质的驱动结构，驱动结构包括横向设置的连接槽40，本实施例中连接槽40为圆形槽，在其他实施例中连接槽40还可以为方形槽、多边形槽等。

连接槽40的左端开设有开口，开口连通滑动槽20，连接槽40的右端设置有限制件3和驱动件4，本实施例中限制件为与连接槽40形状匹配的圆形橡胶杆，在其他实施例中限制件则为方形橡胶杆、多边形橡胶杆等。

驱动件4的右端与连接槽40的底部连接，本实施例中，驱动件4的右端与连接槽40的底部采用粘结的方式进行连接，在其他实施例中，驱动件4可采用右端嵌入连接槽40底部的方式与连接槽40连接。

驱动件4的左端与限制件3相抵，限制件3与连接槽40滑动连接，为了保证限制件3在连接槽40中可以顺利滑动，连接槽40内添加有润滑油。

限制件3在转子轭温度升高后滑入滑动槽20中，限制件3在转子磁轭1温度降低后回到连接槽40中，限制件3的左端为楔形端，楔形端的斜面从左向右向下倾斜；驱动件4为受热后膨胀的相变材料的零部件，本实施例中，驱动件4包括受热后膨胀的相变材料和回复件，其中相变材料可采用汽化后体积约膨胀1244.44倍的水，回复件为乳胶气囊，在设置驱动件时，可根据受热后驱动件4需要膨胀的体积选择设置的乳胶气囊的个数，如设定乳胶气囊膨胀后体积增大为x，为了保证限制件3能够顺利推动限制件3滑入滑动槽20中需要驱动件体积增大y，因此设置的乳胶气囊的个数n即为(y/x)个，设置时将n个装有水的乳胶气囊首尾依次连接后形成驱动件4。

驱动件4在转子磁轭1温度升高后，体积膨胀，从而驱动限制件3进入到滑动槽20中，进入到滑动槽20中的限制件3又会推动永磁体2朝向转子磁轭1内部滑动；在限制件3在转子磁轭1温度降低后，驱动件4体积就会减小，拉动限制件3回到连接槽40中。

外壳上还设置有温控子系统，温控子系统包括比较模块、降压电路和加热模块，加热模块位于机舱内部，本实施例中加热模块为电阻丝，在其他实施例中，加热模块还可以为ptc发热片、红外线石英发热管等；比较模块用于获取基准电压和外壳与转子之间的温差电压并对基准电压和温差电压进行比较，在温差电压大于基准电压时，加热模块工作。

具体的，转子与外壳上分别设置有接触点，两个接触点之间通过设置温差电路得到温差电压，降压电路对发电机的部分输出电压进行降压得到基准电压，降压电路采用dc-dc转换电路；本实施例中加热模块以电阻丝为例，在温差电压大于基准电压时，比较模块此时输出高电平，电阻丝工作，对机舱内空气进行加热。

上述过程中，温差电路和降压电路属于常用电路，本实施例中，通过塞贝克效应，转子与外壳上的两个接触点和温差电路形成闭合电路，在转子和外壳的两个接触点出现不同温度时，闭合电路中产生电动势，从而出现温差电压，比较模块获取到该温差电压后，与经过降压后的基准电压进行比较，在温差电压小于基准电压时，比较模块输出低电平，此时加热模块不工作，在温差电压大于基准电压时，比较模块输出高电平，此时加热模块工作；上述过程中的温度电路、降压电路以及比较模块和电阻丝属于现有技术，本实施例中不再进行详细赘述。

具体实施过程如下：由于风力发电机是将风能转化为电能，所以在风速快的时候，在风力作用下风轮的转速也就会变大，发电机的转子轴转速变快，永磁体转速变快，线圈上产生的电流也就变大，电流增大后，电流周围的磁场强度增大，于是处在磁场中的转子上的热损耗也就会增大，导致永磁体的温度升高，增大了永磁体因为高温而出现退磁的概率。然而，由于风这种自然现象并不是人为可控的，并且大多数的风力发电机都是设置在空旷地区，周围也没有遮挡物可以减小风力，所以这种由于风力大导致的发电机转子轴转速快的现象也就无法消除，因此本实施例二中还公开了一种能够降低风力发电机在风速大的时候出现永磁体高温现象的发电装置。

在发电机工作过程中，转子磁轭1绕定子转动，定子线圈中产生电流，而在转子磁轭1运动的过程中，永磁体2在磁场作用下产生的感应电动势和感应电流受热。

当风速变大后，风轮转速变大，高速转动的风轮又通过齿轮传动结构带动发电机的转子轴高速转动，转子轴上的永磁体就会高速转动，定子上线圈中产生的电流会变大，定子线圈产生的电流磁场增大，于是处在该电流磁场中的转子在转动过程中的热损耗增大，永磁体就会发热从而出现高温现象，而当永磁体2温度过高后就会出现退磁现象，从而影响发电机的正常使用。

因此本方案中，在永磁体2温度升高后，转子磁轭1的温度也会升高，此时驱动机构的驱动件4吸热膨胀，体积增大，从而推动限制件3向左滑动。

限制件3左端的楔形端进入到滑动槽20中后向下推动永磁体2，如图3所示，此时永磁体2与线圈的距离增加，而由于永磁体2两端的磁通量是最大的，因此在永磁体2向下滑动后，与永磁体2未滑动前相比，永磁体2在转动过程中磁通量的变量减小，产生的电流变小，出现的热损耗也就变小，此时永磁体2受热也就变小，从而达到降温的目的。

而在永磁体2温度降低后，转子磁轭1的温度也会降低，驱动件4此时体积减小，而在这个过程中，由于转子磁轭1始终在转动，永磁体2在离心力下始终保持向外滑动的趋势，因此在驱动件4体积减小后，此时限制件3在永磁体2的推动下向连接槽40的右端滑动，回到初始位置，发电机此时恢复正常工作。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。