混流式计算机控制水力发电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种混流式计算机控制水力发电机，由水轮机与混流式发电机构成，并设置有一个由电子计算机、取样电路、放大电路、操作电路、报警器与电磁耗能装置组成的自动控制系统，适合于在中等水头、小流量水利条件下自动发电。当水位变化或负载功率变化时，可自动调节控制，使发电电压及频率不发生波动。在自动控制系统发生故障时，自动转换机构可自动改换成手动控制并报警，因此不影响正常发电。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属计算机与发电领域，涉及一种由机算机控制的混流式微型水力发电机。我国还有不少地区没有电，特别是边远山区，电能更为缺乏，这给发展生产和人民生活带来极大的不便，由于缺电而无法摆脱贫穷落后地区的面貌。然而这些地区往往都有比较丰富的水力资源。利用居民点和村落附近的小型水利资源来发电，就可以应用本专利的混流式计算机控制水力发电机。目前现有的小型水力发电机大多不是高水头就是低水头的，不适用于流量较小、水头适中的水利条件。当水位高度大幅度变化或负载功率变化时，现有发电机均无法适应，而停止工作或遭到损坏，至少也会引起电压与频率的较大波动。本技术提供一种利用计算机技术解决因负载变化而产生的电压或频率波动、功率为7.5～20千瓦的水力发电机。本技术还有另一个新设计，即在由于水位大幅度变化或操作调试不当而使自动控制系统发生故障时，能自动转为普通手动控制而不影响发电机发电。就是说，仍然可以继续供给维修调试计算机控制器所需用电，当计算机正常工作时，本机又可以自动地从手动控制转为计算机控制。这一设计对以水力发电机所发的电为唯一电源的边远山区显得特别重要。本技术方案如下利用0.15～0.21米3／秒的小流量及8～18米中等水头的水流，当水流通过电动或手动阀门进入水力发电机的蜗壳时，均匀缩小的蜗壳过流截面使水流的速度不断增加，使水流在到达混流式转轮时具有较高的旋转环量水能，而尾水管与尾水池相连，水压力与大气压相近，由于上下形成的压力差及水流经过转轮叶片正反两个不同曲面而形成的压力差使转轮旋转。转轮通过主轴与发电机联接，先把水能转变为机械能，再由机械能转变为电能。这种电能通过控制器的调节、控制，成为符合用电器使用标准的电。控制器的电子计算机可采用单板机、单片机或其他微机。为了保证输出电源的频率、电压稳定，计算机控制器设有中央处理系统、采样系统、比较计算系统、负载耗能切换系统(如继电器或可控硅)及事故应急系统。此外，本机还没有电磁耗能器，随时把多余的电能消耗掉。本机的最大特点是，设计了新型的计算机控制自动转换器，其中包括取样电路、放大电路、操作电路和报警器等。当计算机控制器发生故障时，自动转换器立即获得信号，通过放大启动操作器，在2秒钟之内触发继电器，使手动控制器接入电路，同时驱动声光报警器(如蜂鸣器或闪红灯)向外界报警，报告发电机已进入手动运行状态。此时发电机仍然正常发电，工作人员可以检修、调试计算机控制系统。当调修完毕重新接入电路中运行时，自动转换器又自动接通计算机控制系统，发电机又在计算机控制下正常运行。本技术为水头中等，流量较小的水力条件下的发电工作提供了新的设备，在水位高低变化时仍可正常发电，负载功率变化时输出频率与电压很少波动，是较好的发电设备。本技术功率为7.5～20千瓦，发电机可以是同步机也可以是异步机，转速为250～3000转／分钟，单相电压200v／110v，三相为380v，频率50Hz／60Hz，主轴上设离合器，且装有皮带轮，不需发电时可以直接用皮带轮来带动粮食加工机械或木工机械等。结合附图与实施例作进一步说明附图说明图1为本技术一个实施例结构示意图；图2为该实施例设备设置图。参照图1，当水流通过进水管(4)进入水轮机时，由阀门(5)调节水流大小，水流经过阀门进入水轮机蜗壳(8)，由大截面渐成小截面，而此时流量不变，因而流速增大，形成相当大的旋转环量作用在转轮(6)上，使转轮快速旋转，水流经过转轮进入尾水管(2)，由尾水管收回相当部分的动能，最后进入尾水池(1)。水轮机由地脚(3)固定在水泥地坪上，防止振动。转轮(6)转动后经主轴(7)带动发电机(9)转动而发电。主轴(7)上设有离合器及皮带轮。参照图2，此时，发电机发出的电是不平稳的，电由四芯电缆线输向自动转换器(10)。自动转换器中有励磁电容，电子采样电路、放大电路、操作电路、报警电路及转换继电器等。当计算机控制器〔14〕正常工作时，自动转换器(10)把发电机电源接向计算机控制器〔14〕经过取样比较，计算操作把电流送到用户用电器〔12〕上。当用户关灯或减少用电器时，由于发电机的软特性，电压和频率会增大，此时计算机控制器及时导通三个双向可控硅，接通电磁耗能装置〔13〕，增加发电机的总负载，使电压和频率迅速下降到原来数值。若电压和频率因增加用电器而减小时，计算机控制器立即关闭双向可控硅，退出电磁耗能装置〔13〕，减少发电机总负载，使电压和频率恢复到标准数值。在计算机控制器的作用下，发电机输出的电压能稳定在220v±2.5％，频率稳定在50Hz±2.5Hz范围内。当计算机控制器发生故障时，该控制器发出信号，自动转换器接受信号并进行快速放大，驱动报警电路发出声光报警，并在2秒钟内接通转换继电器或导通无触点开关，把由发电机来的电源立即送向手动控制器〔11〕，经过手动控制器〔11〕向用户用电器〔12〕供电，于是完成了由自动控制向手动控制的转换。反之，当计算机控制器恢复正常运行时，自动转换器获得正常信号，进行放大，在2秒内切断手动控制器，由计算机控制器向用户供电。权利要求1.一种混流式计算机控制水力发电机，由进水管、阀门、水轮机、发电机及尾水管组成，其特征是所说的发电机为混流式，即具有一个截面积均匀缩小的蜗壳，同时设置有一个电子计算机控制器，其中包括计算机与取样电路、放大电路、操作电路与报警器，另外设置有与计算机控制器相连接的电磁耗能装置，在主轴上设置有离合器与皮轮。2.根据权利要求1的水力发电机，其特征是在计算机控制器与手动控制器之间设置有一个自动转换机构。专利摘要本技术提供一种混流式计算机控制水力发电机，由水轮机与混流式发电机构成，并设置有一个由电子计算机、取样电路、放大电路、操作电路、报警器与电磁耗能装置组成的自动控制系统，适合于在中等水头、小流量水利条件下自动发电。当水位变化或负载功率变化时，可自动调节控制，使发电电压及频率不发生波动。在自动控制系统发生故障时，自动转换机构可自动改换成手动控制并报警，因此不影响正常发电。文档编号H02P9/00GK2054234SQ89205268公开日1990年3月7日 申请日期1989年7月29日 优先权日1989年7月29日专利技术者徐尔骏, 蒋乃群, 徐润明, 欧阳炘明, 厉复, 徐磊, 王吉文, 唐少敏, 汪明智, 田玉兰 申请人:徐尔骏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混流式计算机控制水力发电机，由进水管、阀门、水轮机、发电机及尾水管组成，其特征是所说的发电机为混流式，即具有一个截面积均匀缩小的蜗壳，同时设置有一个电子计算机控制器，其中包括计算机与取样电路、放大电路、操作电路与报警器，另外设置有与计算机控制器相连接的电磁耗能装置，在主轴上设置有离合器与皮轮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐尔骏，蒋群，徐润明，欧阳明，厉复，徐磊，王吉文，唐少敏，汪明智，田玉兰，
申请(专利权)人：徐尔骏，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]