水电站水轮发电机组仿真模型 细节仿真 模拟真实水利发电

双击式水轮机是一种很有优势的小水电水轮机机型。虽然他的制造和使用己经有了很长的历史,但是引起世界上许多国家的重新重视是在七十年代末，八十年代初世界石油的冲击以后。现世界上生产双击式水轮机的已有九个国家近16家厂商。 双击式水轮机之所以引起世界上如此多国家的重新重视和开发是因其具有特有的优点。

制作参数：

1） 大型冲击式水轮机模型**采用竖轴式结构布置。

2 ）冲击式水轮机转轮、喷嘴和喷针适宜采用3D 打印整体成型工艺制造，在高速水流作用的部件表面宜采用金属耐压材料制造。

3 ）竖轴冲击式水轮机的转轮和喷管能满足从上经发电机定子中心和向下自机壳内拆装实训功能。

4）多喷嘴冲击式水轮机根据输出功率的大小自动投入或切除相应数目的喷嘴，改变喷嘴数时水轮机模型能正常安全稳定运行，各射流间相互无干扰。

5 ）冲击式水轮机的每个喷嘴和折向器均配有单的操作接力器。各喷针具有单的电气回复机构和开度指示，折向器具有单的开、关位置指示信号。

6 ）冲击式水轮机具有制动喷嘴及相应的自动控制元件。

7 ）冲击式水轮机可采用反向水斗装置，以抑制其飞逸转速。

8 ）冲击式水轮机的排水高度应满足水轮机安全稳定运行和效率不受影响。在设计高尾水位时，尾水渠水面以上应有足够的通气高度。

9 ）水电站尾水位变幅很大时，允许冲击式水轮机在高尾水位，即在排出高度小于设计要求甚至负值的情况下运行，但必须有压低转轮室水位的压缩空气装置和保压设施。其补气量和补气位置应通过模型确定。

10 ）冲击式水轮机转轮应采用整体3D打印成型与三维精铣工艺，并进行必要的热处理成型。

11 ）冲击式水轮机的PMMA材质机壳上具有必要的补气、隔音或消音措施。

灯泡贯流式水轮机组模型的发电机密封安装在水轮机上游侧一个灯泡型的金属壳体中，发电机水平方向安装，发动机主轴直接连接水轮机转轮。

灯泡贯流式水轮机组的水轮机部分由转轮室、导叶机构、转轮、尾水管组成；发电机轴直接连接到转轮，一同安装在钢制灯泡外壳上，发电机在灯泡壳内，转轮在灯泡尾端，发电机轴承通过轴承支持环固定在灯泡外壳上，转轮端轴承固定在灯泡尾端外壳上，发电机轴前端连接到电机滑环与转轮变桨控制的油路装置。钢制灯泡通过上支柱、下支柱固定在混凝土基础中，上支柱也是人员出入灯泡的通道。

灯泡贯流式水轮机组的水轮机模型使用蓝色箭头与LED流水灯表示水流走向，水流进入后从灯泡周围均匀通过到达转轮，推动转轮旋转做功后由尾水管排出。通过导叶角度与转轮叶片角度的调整配合可使水轮机模型运行在优状态。灯泡贯流式水轮机组具有结构紧凑、稳定性好、效率较高，适用于低水头大中型水电站。

灯泡贯流式机组是当前广泛应用于大、中型机组的一种机型，其过水流道是轴向的或略微倾斜的。灯泡于水轮机转轮上游，导水机构是锥形。发电机转子直接耦合在水轮机轴上，水轮机轴由两个导轴承支持。灯泡贯流式机组以较低的转速运行，大型机组的转速大约是70～125r/min。

水斗式水轮机模型主要结构包括PMMA透明材质输水管、喷流机构、转轮、折向器和机壳等切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切，故名切击式水轮机。其转轮叶片均由一系列呈双碗状水斗组成，故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用广泛的一种机型。喷流机构主要由喷管、喷嘴、喷针（针阀）和喷针移动机构组成；其作用是把水流势能转化为射流动能，并通过移动喷针来调节流量 。

转轮由圆盘和固定在它上面的水斗组成，射流冲向水斗，水斗与射流相互作用，射流动能转化为转轮旋转机械能；由于承受射流，水头越高对转轮强度要求也越高。

折向器就是一块高强度钢板（和驱动装置），机组甩负荷时折向器迅速使射流偏转，避免使机组转速过快。

机壳则主要起支撑水轮机轴承、排水的作用。

值得说明的是水斗水轮机中喷流机构和折向器都不只一套，其数量因型号各异，一般水头低时选4—6个，水头高时选2—3个。

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