一种微型水力发电综合控制器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种微型水力发电综合控制器，包括水力发电机、负荷调压模块、适配器模块、主控制器模块、充放电控制模块、逆变器模块和蓄电池；所述水力发电机的输出端分别与负荷调压模块、适配器模块连接，所述负荷调压模块通过主控制器模块与逆变器模块连接，所述逆变器模块给外部负载供电。本实用新型专利技术更加充分利用水力资源，避免自然资源的浪费，利用小功率水力发电机推动大功率用电设备；使用水力资源作为能源体，有很强的适应性，能在明槽、闸坝、竖井以及管道等多种条件下应用，利用山区，小溪、塘坝以及灌渠等，低水头、小流量零星的微小水能资源发电。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微型水力发电综合控制器，具体是一种利用小功率水力发电机推动大功率的用电设备的控制器。
技术介绍
水力发电是指以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。能量转化过程是:上游水的重力势能转化为水流的动能，水流通过水轮机时将动能传递给汽轮机，水轮机带动发电机转动将动能转化为电能。因此是机械能转化为电能的过程。由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构，而大、中型代速发电机多采用立式结构。由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求:电机参数需要仔细选择；对转子的转动惯量要求较大。水轮机的输出轴与固定在水面或岸边上的发电机相接，构成分装式结构。这些机组中的调速数频稳压问题，长期来都未能得到重视与解决，大多数机组中没有调速装置，普遍存在用电负载变化时，机组输出电压在相当大的范围内激烈波动，要靠人工监视机组电压并相应手动开闭伐门，这样不仅电站值班人员工作紧张，劳动强度大，而且也难以保证变载情况下电压的稳定。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的是提供一种更加充分利用水力资源、避免自然资源的浪费、利用小功率水力发电机推动大功率用电设备的微型水力发电综合控制器。本技术通过以下技术方案得以实现。本技术提供的一种微型水力发电综合控制器，包括水力发电机、负荷调压模块、适配器模块、主控制器模块、充放电控制模块、逆变器模块和蓄电池；所述水力发电机的输出端分别与负荷调压模块、适配器模块连接，所述负荷调压模块通过主控制器模块与逆变器模块连接，所述逆变器模块给外部负载供电；所述适配器模块通过充放电控制模块与蓄电池连接，所述充放电控制模块还与主控制器模块连接。所述主控制器模块为MCU微电脑主控器。所述负荷调压模块中的双向可控硅与电阻R串联后串接于水力发电机的两输出端之间，所述双向可控硅的控制极通过可控硅驱动单元与主控制器模块连接，所述水力发电机的两输出端之间还串联有电压传感器A，所述电压传感器A的信号输出端与主控制器模块连接。所述充放电控制模块中的PWM驱动单元A的一端与主控制器模块连接，另一端分别与功率场效应管Q3、Q4的栅极连接；所述充放电控制模块中的电压传感器B的信号输出端与主控制器模块连接。所述逆变器模块中的PWM驱动单元B的一端与主控制器模块连接，另一端分别与功率场效应管Q1、Q2的栅极连接，所述功率场效应管Q1、Q2源级相连，且所述功率场效应管Q1、Q2两个漏极通过变压器Tl与外部负载连接。所述变压器Tl的输出端通过双电源切换器K与外部负载连接。本技术的有益效果在于:更加充分利用水力资源，避免自然资源的浪费，利用小功率水力发电机推动大功率用电设备；使用水力资源作为能源体，有很强的适应性，能在明槽、闸坝、竖井以及管道等多种条件下应用，利用山区，小溪、塘坝以及灌渠等，低水头、小流量零星的微小水能资源发电。【附图说明】图1是本技术的原理框图；图2是本技术的电路图。【具体实施方式】下面进一步描述本技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1和图2所示的一种微型水力发电综合控制器，包括水力发电机、负荷调压模块、适配器模块、主控制器模块、充放电控制模块、逆变器模块和蓄电池；所述水力发电机的输出端分别与负荷调压模块、适配器模块连接，所述负荷调压模块通过主控制器模块与逆变器模块连接，所述逆变器模块给外部负载供电；所述适配器模块通过充放电控制模块与蓄电池连接，所述充放电控制模块还与主控制器模块连接。所述主控制器模块为MCU微电脑主控器。所述负荷调压模块中的双向可控硅与电阻R串联后串接于水力发电机的两输出端之间，所述双向可控硅的控制极通过可控硅驱动单元与主控制器模块连接，所述水力发电机的两输出端之间还串联有电压传感器A，所述电压传感器A的信号输出端与主控制器模块连接。当MCU微电脑主控器通过电压传感器A检测到微型水力发电机的电压高于设定电压(220V)时，M⑶微电脑主控器就会增大高频脉冲信号占空比通过双向可控硅驱动单元控制双向可控硅使电阻R功率增大，相反，当MCU微电脑主控器通过电压传感器A检测到微型水力发电机的电压低于设定电压(220V)时，MCU微电脑主控器会减小高频脉冲信号占空比通过双向可控硅驱动单元控制双向可控硅使电阻R功率减小，由于微型水力发电机输出的功率是恒定的，当电阻R消耗的功率增加时，通过R的电流就会增大，串联电路中电流处处相等，由欧姆定律P = UI可知:发电机两端电压U必会降低，相反就会增加，所以负荷调压器是通过调节电阻R消耗的功率达到稳压目的。所述充放电控制模块中的PWM驱动单元A的一端与主控制器模块连接，另一端分别与功率场效应管Q3、Q4的栅极连接；所述充放电控制模块中的电压传感器B的信号输出端与主控制器模块连接。当MCU微电脑主控器通过电压传感器I检测到电池电量充满时，MCU微电脑主控器通过PWM驱动单元A控制功率场效应管Q3、Q4关断停止充电。所述逆变器模块中的PWM驱动单元B的一端与主控制器模块连接，另一端分别与功率场效应管Q1、Q2的栅极连接，所述功率场效应管Q1、Q2源级相连，且所述功率场效应管QU Q2两个漏极通过变压器Tl与外部负载连接；所述变压器Tl的输出端通过双电源切换器K与外部负载连接。由MCU微电脑主控器产生交变波形，变压器Tl、功率场效应管Ql和Q2、PWM驱动单元B完成升压稳压过程。把来自电池的直流电变成正弦交流电，输送到双电源切换器K，当水力微型发系统出现故障时切换到市电或其它电源继续供电，保证电器设备不间断供电。适配器模块由变压器T2、整流桥堆UR、电容C组成；其输入端与水力发电机输出端连接，输出端与充放电控制器连接，来自水力发电机的电源经过负荷调压器使电压稳定在一定范围后经过T2降压，UR整流，电容C滤波变成可用于电池充电的直流电源。本技术把来自微型水力发电机的微小电能通过蓄电池慢慢储存起来，需要用电时，由逆变器变为220V稳定的交流电源供用电设备使用，输出功率的大小主要由蓄电池和逆变器决定。由于输出电压、功率与水流大小没有直接关系，不需用电时可以把电能储存起来，因此既可以达到充分利用水资源，避免浪费又减小值班人员工作量。来自微型水力发电机的电经过负荷调压模块把电压限制在230V以内，然后经过适配器模块把电压变为适合电池充电的电压，由充放电控制模块控制充电电压、电流对电池充电，电池充满自动停止充电，然后由逆变器模块变压为220V的交流电源供用电设备使用。【主权项】1.一种微型水力发电综合控制器，包括水力发电机、负荷调压模块、适配器模块、主控制器模块、充放电控制模块、逆变器模块和蓄电池，其特征在于:所述水力发电机的输出端分别与负荷调压模块、适配器模块连接，所述负荷调压模块通过主控制器模块与逆变器模块连接，所述逆变器模块给外部负载供电；所述适配器模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型水力发电综合控制器，包括水力发电机、负荷调压模块、适配器模块、主控制器模块、充放电控制模块、逆变器模块和蓄电池，其特征在于：所述水力发电机的输出端分别与负荷调压模块、适配器模块连接，所述负荷调压模块通过主控制器模块与逆变器模块连接，所述逆变器模块给外部负载供电；所述适配器模块通过充放电控制模块与蓄电池连接，所述充放电控制模块还与主控制器模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐琼世，
申请(专利权)人：贵阳诚聚电子有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52