航改型发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及发电机组技术领域，更具体地，涉及一种航改型发电机组。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，对于应急保障的发电机组需求越来越高，随之而来的发电机组扩容问题难度相对较大，普通柴油发电机由于功率密度低，占用空间较大。若将普通柴油发电机组更换成燃气轮机发电机组，可节约一半空间。现有技术中，常用工业燃气轮机和工频发电机组合形成发电机组，但在体积、重量等方面仍然有压缩空间，效率也具有相应的提升空间，后来采用航改型涡扇发动机和工频发电机组合，虽然有了改进，但发动机的转速远远高于现有行业中发动机的转速，目前普通发电机组输出频率50周，对应发动机转速1500转/分，而航空发动机转速为15000+转/分，传统方法采用齿轮降速的方法达到1500转/分，然而齿轮降速的过程使得整机体积大、重量大、效率低、可靠性低。
3.因此，如何克服发电机组体积大、重量大、效率低的问题，成为现阶段亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种航改型发电机组，通过使用航改型涡扇发动机和中频发电机组合，以避免发电机组体积大、重量大、效率低、可靠性低的问题。
5.本技术提供的一种航改型发电机组，包括第一容置腔和第二容置腔，其中，
6.所述第一容置腔中安装有航改型涡扇发动机、联轴器和中频发电机；
7.所述航改型涡扇发动机包括输出轴，所述中频发电机包括输入轴，所述输出轴和所述输入轴分别安装在所述联轴器的两端；
8.所述第二容置腔中安装有电控设备、蓄电池组和蓄电池架，所述电控设备分别与所述航改型涡扇发动机、所述中频发电机电连接，所述蓄电池组与电控设备电连接。
9.可选地，其中：
10.所述航改型发电机组作为数据中心机房的应急电源或车载中频移动发电机组。
11.可选地，其中：
12.当所述航改型发电机组作为数据中心机房的应急电源时，所述航改型发电机组还包括电源转换器，所述电源转换器与非led照明灯具电连接，所述非led照明灯具通过所述电源转换器连接至所述中频发电机输入母线。
13.可选地，其中：
14.当所述航改型发电机组作为数据中心机房的应急电源时，所述航改型发电机组还包括分频电路、直流电源、中频传感器和工频传感器，所述工频传感器通过第一动合触点与ups控制器电连接；所述中频传感器与所述分频电路电连接，所述分频电路通过第一静合触点与所述ups控制器电连接，所述分频电路通过第二静合触点与所述直流电源电连接。
15.可选地，其中：
16.当所述航改型发电机组作为数据中心机房的应急电源时，所述航改型发电机组还包括多个双路自动切换开关，所述双路自动切换开关输入分别连接市电和发电机组，输出连接负载。
17.可选地，其中：
18.不同的所述双路自动切换开关按照开关输出连接的负载功率因数、功率大小分时动作。
19.可选地，其中：
20.当所述航改型发电机组为车载中频移动发电机组时，所述第一容置腔为主机舱，所述第二容置腔为电控舱，所述主机舱和所述电控舱分别安装于车载集装箱底盘上。
21.可选地，其中：
22.所述第一容置腔和所述第二容置腔中还包括强制风冷设备。
23.可选地，其中：
24.由所述第一容置腔和所述第二容置腔形成的固定机组或车载中频移动发电机组整机安装于集装箱内，所述集装箱中安装有降噪装置。
25.与现有技术相比，本实用新型提供的一种航改型发电机组，至少实现了如下的有益效果：
26.本技术提供的一种航改型发电机组，包括第一容置腔和第二容置腔，其中，第一容置腔中安装有航改型涡扇发动机、联轴器和中频发电机；航改型涡扇发动机包括输出轴，中频发电机包括输入轴，输出轴和输入轴分别安装在联轴器的两端；第二容置腔中安装有电控设备、蓄电池组和蓄电池架；电控设备分别与航改型涡扇发动机、中频发电机电连接，蓄电池组与电控设备电连接。
27.电控设备用于将中频发电机产生的电能通过中频发电机输入母线分配至用电设备，整体协调负荷变化、燃油消耗、输出电压平稳之间的关系，同时具备并机、并网、自启动功能；蓄电池组的电能分配至电控设备自身用电和发动机启动用电。与现有技术相比，本技术所提供的航改型发电机组中取消降速机构，采用中频发电机成套，由于中频发电机的转速高和功率密度大，因此中频发电机的几何尺寸远小于同功率的工频发电机，与航改型涡扇发动机成套后，使得整机体积小、重量轻、效率高、可靠性高。
28.当然，实施本实用新型的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
29.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
30.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
31.图1所示为航改型发电机组结构示意图；
32.图2所示为航改型发电机组的一种实施方式示意图；
33.图3所示为航改型发电机组的另一种实施方式示意图；
34.图4所示为航改型发电机组的再一种实施方式示意图。
具体实施方式
35.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
36.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
37.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
38.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.随着科学技术的发展，对于应急保障的发电机组需求越来越高，随之而来的发电机组扩容问题难度相对较大，普通柴油发电机由于功率密度低，占用空间较大。若将普通柴油发电机组更换成燃气轮机发电机组，可节约一半空间。现有技术中，常用工业燃气轮机和工频发电机组合形成发电机组，但在体积、重量等方面仍然有压缩空间，效率也具有相应的提升空间，后来采用航改型涡扇发动机和工频发电机组合，虽然有了改进，但发动机的转速远远高于现有行业中发动机的转速，传统方法采用齿轮减速的方法降低发动机的转速，然而齿轮降速的过程使得整机体积大、重量大、效率低、可靠性低。
41.因此，如何克服发电机组体积大、重量大、效率低的问题，成为现阶段亟待解决的技术问题之一。
42.有鉴于此，本实用新型提供了一种航改型发电机组，用以克服发电机组体积大、重量大、效率低的问题。
43.以下将结合附图和具体实施例进行详细说明。
44.图1所示为航改型发电机组结构示意图，请参考图1，本技术提供的一种航改型发电机组100，包括第一容置腔01和第二容置腔02，其中，
45.第一容置腔01中安装有航改型涡扇发动机10、联轴器11和中频发电机12；
46.航改型涡扇发动机10包括输出轴，中频发电机12包括输入轴，输出轴和输入轴分别安装在联轴器11的两端；
47.第二容置腔02中安装有电控设备20、蓄电池组21和蓄电池架22；电控设备20分别与航改型涡扇发动机10、中频发电机12电连接；蓄电池组21与电控设备20电连接。
48.具体地，本技术提供一种实施方式为，航改型发电机组100的第一容置腔01采用航改型涡扇发动机10和中频发电机12组合成套，航改型涡扇发动机10和中频发电机12使用联轴器11柔性安装。航改型涡扇发动机10是指经过改制的航空退役的涡扇发动机，如此设置，对退役后的涡扇发动机旧物利用，节约了能源，降低了成本；由于航改型涡扇发动机10的转速远高于普通发动机的转速，故采用中频发电机12与之组合成套，由于中频发电机12的转速高，且功率密度大，因此中频发电机12的几何尺寸远小于同尺寸的工频发电机，使得整个航改型发电机组100体积小，重量轻，成本低，效率高。
49.第二容置腔02中的电控设备20相当于航改型发电机组100的控制中心，还设置了
蓄电池组21和蓄电池架22；电控设备20用于将中频发电机12产生的电能通过中频发电机12的输入母线分配至用电设备，整体协调负荷变化、燃油消耗、输出电压平稳之间的关系，同时具备并机、并网、自启动功能；将蓄电池组21的电能分配至电控设备20自身用电和发动机启动用电。本技术提供一种可选的实施方式为，当市电停电，航改型发电机组100需要对停电信息进一步确认，有时电网由于各种因素出现闪断，在雷雨季节也常出现瞬断，排除了这些不需要发电的信息之后，航改型发电机组100进入自启动状态，航改型发电机组100第一次自启动失败后进行第二次自启动，第二次启动失败后进行第三次自启动，每次间隔1～3分钟，因此蓄电池组21配置15分钟的供电能源，在航改型发电机组100自启动期间，使用蓄电池组21为电控设备20供电，当航改型发电机组100自启动成功后，再切换至航改型发电机组100供电，如此设置，进一步地缩短了断电时间，也为航改型发电机组100的开启与切换争取了时间。
50.可选地，航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源或车载中频移动发电机组。
51.具体地，本技术提供一种可选的实施方式为，航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源，在市电停电后，由航改型发电机组100为数据中心机房供电。随着科技的发展，数据中心机房能耗越来越大，使用航改型发电机组100供电，相较于原普通发电机组，节省了空间体积，同时增大了供电功率。
52.可选地，当航改型发电机组100为车载中频移动发电机组时，第一容置腔01为主机舱，第二容置腔02为电控舱，主机舱和电控舱分别安装于车载集装箱底盘上。
53.具体地，本技术提供另一种可选的实施方式为，航改型发电机组100作为车载中频移动发电机组，该航改型发电机组100安装在车载集装箱底盘的上方，由于航改型发电机组100比传统工频发电机组省去了降速装置，使航改型发电机组100总长度缩短，总重量减轻，行驶更方便，运行效率更高。
54.可选地，图2所示为航改型发电机组的一种实施方式示意图，请参考图2，当航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源时，航改型发电机组100还包括电源转换器31，电源转换器31用于与非led照明灯具30电连接，非led照明灯具30通过电源转换器31连接至中频发电机输入母线121。
55.具体地，当航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源时，数据中心机房的非led照明灯具30不支持中频发电机12供电，因此本技术提供一种可选的实施方式为，增加电源转换器31，非led照明灯具30通过电源转换器31连接至中频发电机输入母线121。如此设置，解决了切换为航改型发电机组100供电时，产生的非led照明灯具30不能支持中频发电机12供电的问题，为航改型发电机组100的应用提供了多一份保障。
56.可选地，图3所示为航改型发电机组的另一种实施方式示意图，请参考图3，当航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源时，航改型发电机组100还包括分频电路41、直流电源42、中频传感器43和工频传感器44，工频传感器44通过第一动合触点j1-1与ups控制器40电连接；中频传感器43与分频电路41电连接，分频电路41通过第一静合触点j1-2与ups控制器40电连接，分频电路41通过第二静合触点j1-3与直流电源42电连接。
57.具体地，当航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源时，ups(不间断电源，uninterruptible power supply)主机本身输入电源支持中频电源，但是ups的某些信
号回路可能会出现告警，为解决告警问题，本技术提供一种可选的实施方式为，航改型发电机组100设置分频电路41、直流电源42、中频传感器43和工频传感器44，工频传感器44通过第一动合触点j1-1与ups控制器40电连接；中频传感器43与分频电路41电连接，分频电路41通过第一静合触点j1-2与ups控制器40电连接，分频电路41通过第二静合触点j1-3与直流电源42电连接。当市电供电时，分频电路41停止工作，工频信号通过第一动合触点j1-1接入ups控制器40；当市电停电，航改型发电机组100供电时，第一静合触点j1-2接通分频电路41电源，分频电路41正常工作，每输入10个脉冲输出1个脉冲，与此同时，第一动合触点j1-1分断，分频电路41输出信号通过第二静合触点j1-3接通，使ups控制器40仍接收到市电工作状态的频率信号，从而解决在数据中心机房应用航改型发电机组100时，ups的告警问题。
58.可选地，图4所示为航改型发电机组的再一种实施方式示意图，请参考图4，当航改型发电机组100作为数据中心机房的应急电源时，航改型发电机组100还包括多个双路自动切换开关50，双路自动切换开关50输入分别连接市电输入母线122和航改型发电机组输入母线123，输出连接用电设备。
59.可选地，不同的双路自动切换开关50按照开关输出连接的负载重要程度、功率因数、功率大小分时动作。
60.具体地，为了保障启动航改型发电机组100后，各负载有序的切换电源，并稳定运行，航改型发电机组100还包括多个双路自动切换开关50。本技术提供一种可选择的实施方式为，航改型发电机组100安装在数据中心机房，由于数据中心设备功率因数为容性，启动电流大，是正常工作的2.5倍，如一次全部加载，会导致航改型发电机组100熄火，因此按照数据中心机房设备的重要程度分时加载，核心层设备，约占总负荷的5％～10％，第0秒合闸；汇聚层设备，约占总负荷的10％～15％，第10秒合闸；接入层设备，约占总负荷的80％左右，分两次合闸，一部分接入层设备第25秒合闸，另一部分接入设备第45秒合闸。如此设置，通过分时加载，减少了航改型发电机组100的浪涌电流，运行更平稳。
61.本技术提供一种可选择的实施例为，某数据中心机房，原安装两台2000kw普通发电机组，正常运行时并机输出，负荷共4000kw。现选择两台4000kw航改型发电机组100更换原有两台普通发电机组，一台4000kw的航改型发电机组100，体积比一台2000kw的普通发电机组略小，更换后，在占用空间体积减小的基础上，应急保障功率增加了一倍。该航改型发电机组100的发动机为航改型涡扇发动机10，航改型涡扇发动机10的输出轴直接输出功率，中频发电机12与航改型涡扇发动机10通过联轴器11柔性连接，航改型涡扇发动机10的输出轴和中频发电机12的输入轴安装在联轴器11的两端。
62.更换为航改型发电机组100后，原采用通信高压直流供电的电源设备，全部支持中频电源供电；原led照明灯具，均可使用中频电源供电；航改型发电机组100还包括电源转换器31，电源转换器31用于与非led照明灯具30电连接，非led照明灯具30通过电源转换器31连接至中频发电机输入母线121，如此设置，解决了非led照明灯具30不能直接支持中频电源的问题。
63.ups主机本身输入电源支持中频电源，但ups的某些信号回路可能会出现告警，为解决告警问题，航改型发电机组100设置了频率取样电路，在航改型发电机组100工作期间使用，该电路模拟工频信号，包括分频电路41、直流电源42、中频传感器43和工频传感器44，工频传感器44通过第一动合触点j1-1与ups控制器40电连接；中频传感器43与分频电路41
电连接，分频电路41通过第一静合触点j1-2与ups控制器40电连接，分频电路41通过第二静合触点j1-3与直流电源42电连接。
64.原一台2000kw的普通发电机组对应一台双路自动切换开关50，现航改型发电机组100功率增大一倍，再增加一套双路自动切换开关50，即一台航改型发电机组100供给两套双路自动切换开关50。实际运行时两套机组并联，总功率8000kw，按照开关输出连接的负载功率因数、功率大小均分给四台双路自动切换开关50，为了保障航改型发电机组100启动成功后运行初期稳定运行，四台双路自动切换开关50分时动作，每台双路自动切换开关50依次延时5秒动作。当航改型发电机组100启动成功后，电压、频率具备送电条件时，双路自动切换开关51第0秒动作、双路自动切换开关52第5秒动作、双路自动切换开关53第10秒动作、双路自动切换开关54第15秒动作，全部负荷15秒完成加载。如此设置，更换航改型发电机组100后，比原有的普通发电机组的功率增大一倍，且占有空间体积减小，解决了数据中心由于设备功率密度不断增加，数据中心机房面积受限，无法扩容，导致的普通发电机组功率受限的问题。
65.可选地，第一容置腔01和第二容置腔02中还包括强制风冷设备。
66.具体地，航改型发电机组100包括强制风冷设备，风速控制采用变频自控系统，根据负荷大小调节风量，当第一容置腔01和第二容置腔02内散热量大时，腔内温度会升高，根据腔内的温度，自动调整强制风冷设备的变频器的频率，从而调节风速，保持腔内温度在一定安全范围内。
67.可选地，固定机组或车载移动机组整机安装于集装箱内，集装箱安装降噪装置。
68.具体地，对于固定机组或车载移动机组，航改型发电机组100整机安装于集装箱内，集装箱需安装降噪装置，减小噪音污染，从而减少对使用者的不良影响。
69.综上，本实用新型提供的一种航改型发电机组，至少实现了如下的有益效果：
70.本技术提供的一种航改型发电机组，包括第一容置腔和第二容置腔，其中，第一容置腔中安装有航改型涡扇发动机、联轴器和中频发电机；航改型涡扇发动机包括输出轴，中频发电机包括输入轴，输出轴和输入轴分别安装在联轴器的两端；第二容置腔中安装有电控设备、蓄电池组和蓄电池架；电控设备分别与航改型涡扇发动机、中频发电机电连接，蓄电池组与电控设备电连接；电控设备用于将中频发电机产生的电能通过中频发电机输入母线分配至用电设备，整体协调负荷变化、燃油消耗、输出电压平稳之间的关系，同时具备并机、并网、自启动功能；蓄电池组的电能分配至电控设备自身用电和发动机启动用电。本技术所提供的航改型发电机组中取消降速机构，采用中频发电机成套，由于中频发电机的转速高和功率密度大，因此中频发电机的几何尺寸远小于同功率的工频发电机，与航改型涡扇发动机成套后，使得整机体积小、重量轻、效率高、可靠性高。
71.虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。