一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置制造方法及图纸

本申请公开了一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置，包括变频电源、整流滤波模块、波形采集模块、开关隔离驱动模块、开关模块、充电保护检测模块、控制器、电感模块、电容储能模块、电压采集模块和电源模块；本实用新型专利技术通过变频电源进行频率和电压的变换，再通过整流滤波模块变成全为正的脉动波形，通过波形采集模块，采集电压，实时识别出波形的位置，通过电压采集模块采集电容储能模块的电压，然后在控制器的作用下，通过开关隔离驱动模块，驱动开关模块打开，脉动电流通过电感模块对电容储能模块进行充电，同时充电保护检测模块实时检测充电电流，实现安全的充电。

A waveform control charging device of frequency conversion power supply for electric fish trap

【技术实现步骤摘要】
一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置
本技术涉及渔业设施
，具体是一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置。
技术介绍
我国的淡水养鱼经验丰富，历史悠久，远在三千年前的殷朝已开始养鱼，到汉代已发展到在大水面养鱼，而到明代已会用有箔门的拦鱼设施拦断河道养鱼。在长期的实践中，创造了形式繁多，行之有效的拦鱼设施，为发展我国淡水养鱼作出了贡献。目前拦鱼设施有箔式、化纤网式、混凝土多孔板式、电栅式等几种形式，以箔式和化学纤维网式应用最为普遍。箔式拦鱼设施取材方便、结构简单、成本低廉，适用于湖泊、河道等浅水区域。化纤网式拦鱼设施装配容易，不受拦截断面宽窄、水体深浅的限制，灵活性大，适用于江河、湖泊、水库等各种水域。①箔栅拦鱼设施：拦鱼箔多用竹片、小竹竿、芦苇等材料制成。制作拦鱼箔前必须先计算好栅距，即两条竹片或竹竿之间的距离。合理的栅距不仅决定了拦鱼效果的好坏，而且决定了拦鱼箔本身的安全程度。栅距过大，鱼类会穿越栅孔而逃逸；栅距过小，既增加了材料用量，又减少了过水面积，会增加拦鱼箔的阻力，甚至会引起倒塌。一般以鲢鱼为对象来确定拦鱼箔的栅距。在出水口和静水状态下，栅距约等于鲢鱼头宽度的95%；在流水状态下，栅距应为鲢鱼头宽度的80%。实践证明，只要能拦住某种规格的鲢鱼种，就能拦住相同规格的其他鱼种如青鱼、草鱼、鳙鱼、鲤鱼。栅距确定后，即可按照以下方法制作拦鱼箔。①将毛竹劈成1～1.5厘米宽的竹片，竹竿要削去枝杈，芦苇除掉包叶、节芽。然后像编织篱笆一样，用棕绳将上述材料编织成帘。最后用竹桩或木桩将箔栅固定在选定的拦截断面上，呈“—”“V”“〕”等形状。②化纤网拦鱼设施：即用化学纤维线编织成长条形网片，配有上纲、下纲，两端固定在岸坡，借助于浮子和沉子，使化纤网遮拦河道，防止鱼类逃逸。其优点是结构简单，装配容易，灵活性大，一般不受拦鱼断面宽窄、水体深浅等因素制约，而且成本低，拦网材料来源容易，在江河、湖泊、水库均能使用。其缺点是排污困难，网衣上容易产生青苔等附着物，使网衣重量和阻力增加，而且在深水中固定下纲比较困难，这就使得它的使用范围受到一定的限制。③混凝土多孔拦鱼板：即以直径4毫米的圆盘钢筋做内筋，用200标号以上的混凝土浇制而成。制作时根据所拦鱼类的大小预留适当的排水孔，孔的数量根据过水量和拦鱼板的总面积确定。为了方便安装，每块板的重量不宜超过30千克。安装前先用水泥桩作为柱和梁，然后用多孔预制板拼装，上部可拼装成屋脊式盖顶，以增加过水面积，减少每块预制板的压力。这种拦鱼设备多用于污物较少的小型出水口或涵洞。④电栅：由金属电极和配电系统构成。主要部分是金属电极，按照既定方式每隔一段距离布置于水库内并接通电源，便在水中形成电流场，犹如一堵无形的墙，能阻止鱼类朝某个方向游动，从而起到拦鱼作用。其工作原理是鱼类在一定强度的电流作用下，会感到强烈的电流刺激而改变游向，大鱼比小鱼更为敏感。由于拦鱼电栅阻水面积小，故抗流速、抗漂浮物等性能都优于其他拦鱼设施。因此，电栅特别适用于流速大、漂浮物多的大型水域，尤其在水库泄洪期防止鱼群顺流逃逸的场合。但电栅断面的最大流速不能超过被拦鱼类的极限抗流能力，否则电栅将失去拦鱼作用。电拦鱼设备需要充电和放电装置，大多数电拦鱼充电装置通过直流高压电源、电阻、充电储能模块相连，这种电拦鱼充电装置，在充电的过程中，导致电阻流过较大电流，一方面导致电阻发热，另一方面系统有大部分能量以热能的方式散失，直接影响系统效率。也有电拦鱼充电装置把电阻改成电感，虽然效率有所提高，但开关管在切断充电时，处于硬关断状态，易导致开关管功耗大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置及充电方法，利用变频电源输出较高频率的交流高压，通过变频交流波形对充电储能模块进行充电，开关管完全工作在软关断，开关管功耗小。本技术通过下述技术方案实现：一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置，包括变频电源、整流滤波模块、波形采集模块、开关隔离驱动模块、开关模块、充电保护检测模块、控制器、电感模块、电容储能模块、电压采集模块和电源模块；所述控制器分别与波形采集模块、开关隔离驱动模块、充电保护检测模块、电压采集模块以及电源模块相连；变频电源接入市电后分别与整流滤波模块和电源模块相连；整流滤波模块分别与开关模块和波形采集模块相连；开关模块分别与充电保护检测模块和开关隔离驱动模块相连；充电保护检测模块与电感模块相连，电感模块与电容储能模块相连。需要进一步说明的是，所述变频电源为交流单相2KW变频电源，电源固定输出频率为1KHz,电压输出固定为300V。需要进一步说明的是，所述开关隔离驱动模块包括驱动电路、光耦隔离电路和栅极驱动器集成电路，控制器引脚送出的开关信号，先经驱动电路连接光耦隔离电路，再经栅极驱动器集成电路放大连接开关模块的栅极，以驱动开关模块的打开或关断。需要进一步说明的是，所述充电保护检测模块包括电流采样取样电路、隔离放大电路和比较放大电路，电流采样取样电路是一个取样电阻，串联在开关模块与电感模块之间，取样电阻两端接到比较放大电路中，比较放大电路采用LM324，LM324是带有差动输入的四运算放大器，LM324的输出引脚接到控制器的中断引脚，当开关充电电路中电流大于设定值时，控制器产生中断，在中断服务程序中关断开关。需要进一步说明的是，所述波形采集模块包括电压取样电路、隔离放大电路、轨到轨放大电路和A/D转换电路，电压取样电路，为两电阻串联，从中间取电压，隔离放大电路采用PC817集成电路，轨到轨放大电路采用AD8601放大器，PC817的输出端接轨到轨放大电路进行放大，PC817集成电路为线性光藕，能完全隔离上下级电路，AD8601放大器为精密CMOS单电源轨到轨输入/输出宽带运算放大器；经AD8601放大器放大的采集电压送到A/D转换电路，A/D转换电路采用控制器内部的A/D转换。需要进一步说明的是，所述开关模块采用N沟道场效应管FDL100N50F，母线电压500V，电流100A。需要进一步说明的是，所述电感模块采用自绕大电感，大电感两端并列续流二极管。需要进一步说明的是，所述电容储能模块由多个大容量的电容器并联组成，储存电能。需要进一步说明的是，所述控制器采用STM32F407微控制器，最高主频为168Mhz，1024KBFLASH，192KBRAM，可以实现多路的A/D采集，A/D采样速率达2.4Msps。需要进一步说明的是，该装置的充电方法包括以下步骤：①220V的市电先输入到变频电源进行频率和电压的变换，再通过整流滤波模块变成全为正的脉动波形，通过波形采集模块，波形采集模块对整流滤波后的的波形进行电压采集，并送到控制器，电压采集模块对电容储能模块进行电压采集，并送入到控制器；②波形识别，判断出波形第一波底，第二波底，第一波顶，第二波顶，第一上升沿，第二下降沿，第二上升沿，第二下降沿；波形识别方法：当波形电压接近于0时，为第一波底；当达到第一波底，波形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于，包括变频电源、整流滤波模块、波形采集模块、开关隔离驱动模块、开关模块、充电保护检测模块、控制器、电感模块、电容储能模块、电压采集模块和电源模块；/n所述控制器分别与波形采集模块、开关隔离驱动模块、充电保护检测模块、电压采集模块以及电源模块相连；变频电源接入市电后分别与整流滤波模块和电源模块相连；整流滤波模块分别与开关模块和波形采集模块相连；开关模块分别与充电保护检测模块和开关隔离驱动模块相连；充电保护检测模块与电感模块相连，电感模块与电容储能模块相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于，包括变频电源、整流滤波模块、波形采集模块、开关隔离驱动模块、开关模块、充电保护检测模块、控制器、电感模块、电容储能模块、电压采集模块和电源模块；
所述控制器分别与波形采集模块、开关隔离驱动模块、充电保护检测模块、电压采集模块以及电源模块相连；变频电源接入市电后分别与整流滤波模块和电源模块相连；整流滤波模块分别与开关模块和波形采集模块相连；开关模块分别与充电保护检测模块和开关隔离驱动模块相连；充电保护检测模块与电感模块相连，电感模块与电容储能模块相连。


2.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述变频电源为交流单相2KW变频电源，电源固定输出频率为1KHz,电压输出固定为300V。


3.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述开关隔离驱动模块包括驱动电路、光耦隔离电路和栅极驱动器集成电路，控制器引脚送出的开关信号，先经驱动电路连接光耦隔离电路，再经栅极驱动器集成电路放大连接开关模块的栅极，以驱动开关模块的打开或关断。


4.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述充电保护检测模块包括电流采样取样电路、隔离放大电路和比较放大电路，电流采样取样电路是一个取样电阻，串联在开关模块与电感模块之间，取样电阻两端接到比较放大电路中，比较放大电路采用LM324，LM324是带...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱佳琪，王海峰，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：新型
国别省市：广西;45