一种适用于变电站的微型发电机组的制作方法

1.本发明涉及变电站电气设备智能化带电检测技术领域，尤其涉及一种适用于变电站的微型发电机组。


背景技术：

2.当下对变电站的电气设备进行带电检测正朝着智能化的方向发展，因此，所需的检测传感器的种类和数量也在日益增多，虽然检测传感器的功耗较低，但仍需设置专用工作电源供其使用。
3.变电站内重要设备均设有专用电源线路，难以就近为新增的检测传感器引接工作电源；若选择变电站内的交流或直流电源系统，通过敷设大量电缆为检测传感器供电，则需要投入大量人力物力，无疑增加了变电站的使用成本。
4.因此，寻找一种能够解决上述技术问题的一种适用于变电站的微型发电机组成为本领域技术人员所研究的重要课题。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种适用于变电站的微型发电机组，用于解决现有变电站为检测传感器提供工作电源所需大量人力物力的技术问题。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种适用于变电站的微型发电机组，包括风动圆筒，所述风动圆筒能受风力驱动而发生转动；
8.所述风动圆筒的外侧套设有主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述从动齿轮连接有微型发电机的输入转轴。
9.可选地，所述风动圆筒的外侧间隔地转动套设有若干支撑轴承；
10.所述风动圆筒的一端设有一面向主变压器的风扇设置的进风口，所述风动圆筒的另一端设有一出风口；
11.所述风动圆筒内设有能受风力驱动进行转动的叶片组。
12.可选地，所述叶片组设于所述进风口；
13.所述叶片组包括多个斜叶片，所述斜叶片的一端连接于所述进风口的内壁，所述斜叶片的另一端连接固定设于所述风动圆筒内的连接柱的外侧壁上。
14.可选地，多个所述斜叶片均向所述风动圆筒内倾斜，并围设形成有向所述风动圆筒内部凹陷的圆台形腔；
15.所述连接柱靠近所述进风口的一端伸入所述圆台形腔中，所述连接柱靠近所述进风口的一端设有锥形结构。
16.可选地，所述风动圆筒的数量为至少两个；
17.相邻的两所述风动圆筒之间啮合连接同一个所述从动齿轮；所述从动齿轮与所述主动齿轮的传动比小于1；
18.所述从动齿轮固定套接于所述微型发电机的输入转轴上。
19.可选地，所述主动齿轮与所述从动齿轮的转动方向相反。
20.可选地，所述微型发电机的输出端用于与变电站的主变压器的检测传感器的输入端电连接。
21.可选地，所述微型发电机为多相交流微型发电机。
22.从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
23.风动圆筒能受风力驱动而发生转动，同时带动主动齿轮转动，进而驱使与主动齿轮啮合的从动齿轮转动，同时与从动齿轮连接的微型发电机的输入转轴随之转动；微型发电机将收到的机械能转化为电能，并供给变电站内主变压器的检测传感器作为工作电能。上述设计无需敷设大量电缆或引接其他设备的工作电源，即可实现为检测传感器提供工作电源的目的。
24.与现有技术相比，本实施例从变电站内的气流风力取能，通过风动圆筒与主动齿轮、从动齿轮相配合，搭建简单，不仅节省了人力成本，而且直接从变电站内取能，也节省了变电站的使用成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
26.图1为一种适用于变电站的微型发电机组的示意图；
27.图2为风动圆筒的正视图；
28.图3为风动圆筒的侧视图；
29.图示说明：风动圆筒1、主动齿轮2、从动齿轮3、微型发电机4、支撑轴承5、进风口11、出风口12、斜叶片13、连接柱14、圆台形腔15、锥形结构16、输入转轴41。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术
中的具体含义。
32.一种适用于变电站的微型发电机组，包括风动圆筒1，风动圆筒1能受风力驱动而发生转动；风动圆筒1的外侧套设有主动齿轮2，主动齿轮2啮合有从动齿轮3，从动齿轮3连接有微型发电机4的输入转轴41。
33.具体地，风动圆筒1受变电站内的变压器风扇所产生的风力驱动而发生转动，并带动主动齿轮2转动，进而驱使与主动齿轮2啮合的从动齿轮3转动，同时与从动齿轮3连接的微型发电机4的输入转轴41随之转动；微型发电机4将收到的机械能转化为电能，并供给主变压器的检测传感器作为工作电能。从而无需敷设大量电缆或引接其他设备的工作电源，即可实现为检测传感器提供工作电源的目的，节省了大量人力物力。
34.进一步地，风动圆筒1的外侧间隔地转动套设有若干支撑轴承5，支撑轴承5用于支撑风动圆筒1的转动。需要说明的是，支撑轴承5可以设置一个或多个，间隔设置支撑轴承5可以使风动圆筒1的转动更稳定。
35.风动圆筒1的一端设有一进风口11，风动圆筒1的另一端设有一出风口12，进风口11面向主变压器的风扇设置；风动圆筒1内设有能受风力驱动进行转动的叶片组。
36.具体地，风动圆筒1设有进风口11和出风口12，形成用于供主变压器的风扇所产生的气流通过的通道；进风口11用于接收风扇产生的气流，气流通过风动圆筒1时，风动圆筒1内的叶片组受气流风力的驱动而发生转动。
37.示例性地，进风口11可以直接与主变压器的风扇的出风口相连接，也可以通过设置管道将进风口11与主变压器风扇的出风口相连接，或是将进风口11对准主变压器的风扇，以接收风扇所产生的气流，本实施例不做具体限定。
38.进一步地，叶片组设于进风口11，叶片组包括若多个斜叶片13，斜叶片13的一端连接于进风口11的内壁，斜叶片13的另一端连接于固定设于风动圆筒1内的连接柱14的外侧壁上。
39.具体地，连接柱14固定设置于风动圆筒1的中心位置，且连接柱14贯穿地设于进风口11与出风口12之间；当气流传输至风动圆筒1内，叶片组中的多个斜叶片13均受气流的风力驱动而转动，且斜叶片13均连接于进风口11的内壁与连接柱14的外侧壁之间，所以当斜叶片13转动时能够带动风动圆筒1转动。
40.需要说明的是，斜叶片13沿其轴向倾斜一定角度，使气流能够对每一斜叶片13产生逆时针或顺时针方向的力矩，从而使斜叶片13以连接柱14为中心逆时针方向或顺时针方向转动。参阅图3，提供了本实施例风动圆筒1逆时针转动的示意图，仅作为一种具体的实施方式，并非对其进行限定。
41.进一步地，多个斜叶片13均向风动圆筒1内倾斜，并围设形成有向风动圆筒1内部凹陷的圆台形腔15；连接柱14靠近进风口11的一端伸入圆台形腔15中并设有锥形结构16。
42.具体地，锥形腔15能够更好地收集主变压器风扇所产生的气流风力，锥形结构16为气流进入风动圆筒1内提供了有利条件，使有效受风面积增加，能够更充分地利用风能，提高发电机组的发电效率。
43.进一步地，风动圆筒1的数量为至少两个，相邻的两风动圆筒1之间啮合连接同一个从动齿轮3；从动齿轮3与主动齿轮2的传动比小于1；从动齿轮3固定套接于微型发电机4的输入转轴41上。
44.需要说明的是，风动圆筒1的数量可以为两个或多个，相邻的两个主动齿轮2之间均啮合同一个从动齿轮3，风动圆筒1的数量可根据变电站内实际需求增加或减少。
45.具体地，从动齿轮3与输入转轴41的连接方式为从动齿轮3固定套接于输入转轴41上，当从动齿轮3受驱转动时，能够带动微型发电机4的输入转轴41转动，同时微型发电机4内的转子同步转动，从而将机械能转化为电能；且从动齿轮3与主动齿轮2的传动比小于1，是为了增加发电机组的取能功率，为微型发电机4发出较高频率的电流信号提供有利条件。
46.需要说明的是，本实施例中两齿轮的传动比为从动齿轮3的齿数与主动齿轮2的齿数的比值。若主动齿轮2的齿数是从动齿轮3的齿数的k倍时，则从动齿轮3的转速是主动齿轮2的k倍，即微型发电机4的转子的转速为风动圆筒1的k倍，能够进一步提高微型发电机的取能功率和发电效率。示例性地，本实施例主动齿轮2选用齿数为100的齿轮，从动齿轮3选用齿数为10的齿轮，则微型发电机4的转子转速为风动圆筒1的10倍。
47.进一步地，主动齿轮2与从动齿轮3的转动方向相反。
48.具体地，主动齿轮2以风动圆筒1为中心沿逆时针方向转动时，从动齿轮3随主动齿轮2的转动而沿顺时针方向转动；或，主动齿轮2以风动圆筒1为中心沿顺时针方向转动时，从动齿轮3随主动齿轮2的转动而沿逆时针方向转动。
49.需要说明的是，主动齿轮2与从动齿轮3通过齿轮传动，且主动齿轮2与从动齿轮3始终保持相反的方向转动。
50.进一步地，微型发电机4的输出端用于与变电站的主变压器的检测传感器电连接；微型发电机4为多相交流微型发电机。
51.具体地，微型发电机4的输出端输出电流供变电站内的检测传感器使用，还可设置检测传感器用于检测微型发电机4的输出功率、交流或直流电压等信号，以确保微型发电机4的稳定工作。为适用于检测传感器所需的低压直流工作电源，微型发电机4将发出的交流电，经整流后得到较小的直流电，再通过微型发电机4连接的简单电路滤出特定频率的电源信号，最后通过集成电路稳压后，即可供给检测传感器作为工作电源。
52.示例性地，本实施例选用六相交流微型发电机，微型发电机的转子选用一对磁极，微型发电机定子每相相差60
°
电角度，定子输出的六相交流电使用六相二极管整流器整流后，得到纹波较小的直流电，后续电路采用单个电容作为滤波器滤出有效电源信号，再经过集成电路稳压，即可得到稳定的直流电源为检测传感器供电。
53.示例性地，考虑本实施例的检测传感器需要电压为5v、功率为2w的直流电源作为工作电源，整流交流电、滤出有效信号、稳压直流电的合计效率为40％，微型发电机4的效率为70％，风动圆筒1的传动效率为20％，则需要风能功率为2/(0.4*0.7*0.2),约为36w。发电机组设有两个风动圆筒1，则每个风动圆筒1输入风能的功率为18w，测得变电站内主变压器风扇气流每平方厘米的风能功率为0.2w，则每个风动圆筒1的进风口11的有效面积需要至少18w/0.2w＝90cm2；根据圆的面积公式可以求得进风口11的有效半径需为5.4cm，考虑到进风口11的有效半径为风动圆筒1外径的0.9倍，所以本实施例风动圆筒1的外径为6cm。上述实施例的具体计算过程用于说明本发明需要考虑的多种关键因素，并非一个优化设计，在本发明的实际应用过程中，应根据实际需要和具体情况选择并调整至更优化的实施方案。
54.注意，以上实施例仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，而非对其限制。对
于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，对前述各实施例所记载的技术方案进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。