專利名稱：一種水流發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水力發(fā)電領(lǐng)域，特別是橋閘式電站使用同步發(fā)電機(jī)的水流發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
自然界的水流是不穩(wěn)定的，要利用不穩(wěn)定的水流發(fā)電，通常是使用同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，這種方式發(fā)出的電其頻率和電壓浮動(dòng)較大，控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)雜成本高，而采用異步發(fā)電機(jī)發(fā)電雖然簡(jiǎn)單、成本較低，但要求供發(fā)電用的蓄水水位穩(wěn)定，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)蓄水水位的方法又使得一部份水流的能量白白浪費(fèi)。因此，如何利用大自然中不穩(wěn)定的水流發(fā)電，降低發(fā)電成本，提高水流能量的利用率成為關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種發(fā)電成本低，能充分利用不穩(wěn)定水流發(fā)電的裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種水流發(fā)電裝置，它由異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、水輪、蓄水閘、調(diào)節(jié)閘、變換器、頻率控制器、電壓控制器和三相輸出變壓器組成。同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)為內(nèi)裝式，外殼上均分別套裝有水輪；蓄水閘安裝在異步發(fā)電機(jī)各水輪的前方，用以控制驅(qū)動(dòng)各水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄水水位，各臺(tái)異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)并列安裝；調(diào)節(jié)閘安裝在同步發(fā)電機(jī)水輪的前方，用以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各異步發(fā)電機(jī)水輪的蓄水水位；異步發(fā)電機(jī)的三相電壓輸出端接電網(wǎng)或用電器；同步發(fā)電機(jī)的三相電壓輸出端接變換器的三相電壓輸入端，如果變換器設(shè)計(jì)成四組，變換器的四組IGBT功率管頻率控制信號(hào)輸入端依次接頻率控制器的四組控制信號(hào)輸出端，變換器的四組電壓控制信號(hào)輸入端依次接電壓控制器的四組控制信號(hào)輸出端，變換器的四組三相電壓輸出端依次接三相輸出變壓器的四組三相初級(jí)繞組，三相輸出變壓器的三相次級(jí)繞組接電網(wǎng)或用電器；頻率控制器的三相電壓輸入端接電網(wǎng)三相電源，電壓控制器的輸入端連接到同步發(fā)電機(jī)的輸出回路中，用來接收同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓信號(hào)。
本方案是使用同步發(fā)電機(jī)作為橋閘式電站調(diào)整水流的能量轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)，而橋閘式電站主橋孔上安裝的是一個(gè)或多個(gè)異步發(fā)電機(jī)，這樣的配置方式因全面地利用了水資源，使發(fā)電量增加。雖然被調(diào)整的那一部份水流的流量和水頭是變化的，使用水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能質(zhì)量也在電壓頻率上變化，但經(jīng)過變換器整流、濾波及PWM調(diào)整穩(wěn)壓輸出就可以得到與電網(wǎng)相配的電壓、頻率和相位輸送到電網(wǎng)去。由此構(gòu)成了同步電機(jī)調(diào)節(jié)式異步發(fā)電機(jī)橋閘式水電站的整體設(shè)計(jì)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明


圖1為本方案在河道上的整體配置示意圖圖2為本方案的電原理圖圖3為本方案的頻率控制器電原理方框圖圖4為本方案的電壓控制器電原理方框圖附圖中，1.內(nèi)置式異步發(fā)電機(jī)，2.內(nèi)置式同步發(fā)電機(jī)，3.水輪，4.蓄水閘，5.調(diào)節(jié)閘，6.變換器，7.頻率控制器，8.電壓控制器，9.三相輸出變壓器，10.橋墩，11.橋堤，12.河道，13.配電房。
具體實(shí)施方式
如
圖1、圖2所示的一種水流發(fā)電裝置，它由異步發(fā)電機(jī)1、同步發(fā)電機(jī)2、水輪3、蓄水閘4、調(diào)節(jié)閘5、變換器6、頻率控制器7、電壓控制器8和三相輸出變壓器9組成。同步發(fā)電機(jī)2和異步發(fā)電機(jī)1為內(nèi)裝式，外殼上均分別套裝有水輪3；蓄水閘4安裝在異步發(fā)電機(jī)1各水輪3的前方，用以控制驅(qū)動(dòng)各水輪3轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄水水位，各臺(tái)異步發(fā)電機(jī)1和同步發(fā)電機(jī)2并列安裝；調(diào)節(jié)閘5安裝在同步發(fā)電機(jī)2水輪3的前方，用以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各異步發(fā)電機(jī)1水輪3的蓄水水位；異步發(fā)電機(jī)1的三相電壓輸出端接電網(wǎng)或用電器；同步發(fā)電機(jī)2的三相電壓輸出端接變換器6的三相電壓輸入端14、15、16，變換器6的四組IGBT功率管頻率控制信號(hào)輸入端32、33、34、35、36、37，38、39、40、41、42、43，44、45、46、47、48、49，50、51、52、53、54、55依次接頻率控制器7的四組控制信號(hào)輸出端，變換器6的四組電壓控制信號(hào)輸入端21、22，24、25，27、28，30、31依次接電壓控制器8的四組控制信號(hào)輸出端，變換器6的四組三相電壓輸出端71、72、73，74、75、76，77、78、79，80、81、82依次接三相輸出變壓器9的四組三相初級(jí)繞組64、65、66、67，三相輸出變壓器9的三相次級(jí)繞組68接電網(wǎng)或用電器。頻率控制器7的三相電壓輸入端接電網(wǎng)三相電源U、V、W，電壓控制器8的輸入端連接到同步發(fā)電機(jī)2的輸出回路F點(diǎn)，用來接收同步發(fā)電機(jī)2經(jīng)過取樣電阻R5的輸出電壓信號(hào)。
變換器6由整流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6，取樣電阻R5和四組相同的升壓逆變器N1、N2、N3、N4組成，同步發(fā)電機(jī)2的第一相電壓輸出端接整流二極管D1的正極和整流二極管D4的負(fù)極，第二相電壓輸出端接整流二極管D2的正極和整流二極管D5的負(fù)極，第三相電壓輸出端接整流二極管D3的正極和整流二極管D6的負(fù)極，整流二極管D1、D2、D3的負(fù)極接取樣電阻R5的一端、電壓控制器的輸入端和第一組升壓逆變器N1的電源正端，整流二極管D4、D5、D6的正極接取樣電阻R5的另一端和第四組升壓逆變器N4的電源負(fù)端成為接地端；第一組升壓逆變器N1的電源負(fù)端接第二組升壓逆變器N2的電源正端，第二組升壓逆變器N2的電源負(fù)端接第三組升壓逆變器N3的電源正端，第三組升壓逆變器N3的電源負(fù)端接第四組升壓逆變器N4的電源正端；第一組升壓逆變器N1由電感器L1、三極管G7、整流二極管D7、電容C1、IGBT管G1、G2、G3、G4、G5、G6、續(xù)流二極管D8、D9、D10、D11、D12、D13組成，電感器L1的一端接電源正端子，形成第一組升壓逆變器N1的電源正端20，另一端接三極管G7的集電極和整流二極管D7的正極，三極管G7的基極接電壓控制信號(hào)輸入端子，形成第一組升壓逆變器N1的電壓控制信號(hào)輸入端21，整流二極管D7的負(fù)極接電容C1的正極、IGBT管G1、G3、G5的集電極和續(xù)流二極管D8、D10、D12的負(fù)極，續(xù)流二極管D8的正極接續(xù)流二極管D9的負(fù)極、IGBT管G1的發(fā)射極和IGBT管G2的集電極成為第一組升壓逆變器N1三相電壓輸出端的第一相71，續(xù)流二極管D10的正極接續(xù)流二極管D11的負(fù)極、IGBT管G3的發(fā)射極和IGBT管G4的集電極成為第一組升壓逆變器N1三相電壓輸出端的第二相72，續(xù)流二極管D12的正極接續(xù)流二極管D13的負(fù)極、IGBT管G5的發(fā)射極和IGBT管G6的集電極成為第一組升壓逆變器N1三相電壓輸出端的第三相73，IGBT管G1、G2、G3、G4、G5、G6的各控制極形成第一組升壓逆變器N1的頻率控制信號(hào)輸入端32、33、34、35、36、37，三極管G7的發(fā)射極接電容C1的負(fù)極、IGBT管G2、G4、G6的發(fā)射極和續(xù)流二極管D9、D11、D13的正極形成第一組升壓逆變器N1的電源負(fù)端22；第二組、第三組、第四組升壓逆變器N2、N3、N4各自的組成和接線與第一組升壓逆變器N1完全相同，只是各組電源正端、電源負(fù)端、電壓控制信號(hào)輸入端、頻率控制信號(hào)輸入端和三相電壓輸出端的外接處不同。
圖3所示，頻率控制器7由市電同步跟蹤電路A、三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B、四組六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4組成；市電同步跟蹤電路A的三相電壓輸入端接市電電網(wǎng)，其輸出端接三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B的三輸入端，三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B的六輸出端上并列接有四組六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4的六輸入端，四組六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4的輸出端形成四組頻率控制信號(hào)輸出端32、33、34、35、36、37，38、39、40、41、42、43，44、45、46、47、48、49，50、51、52、53、54、55。
圖4所示，電壓控制器8由取樣電阻R1、R2、R3、R4、電壓比較器C、四組相同的與非門Y1、Y2、Y3、Y4和四組相同的光電隔離器P5、P6、P7、P8組成；取樣電阻R1、R2、R3、R4依次串聯(lián)后，取樣電阻R1的出頭端接電壓比較器C的第一輸入端56和同步發(fā)電機(jī)輸出回路檢測(cè)點(diǎn)F，成為電壓信號(hào)輸入端，取樣電阻R1與R2的連接點(diǎn)接電壓比較器C的第二輸入端57，取樣電阻R2與R3的連接點(diǎn)接電壓比較器C的第三輸入端58，取樣電阻R3與R4的連接點(diǎn)接電壓比較器C的第四輸入端59，取樣電阻R4的尾端接公共接地端；電壓比較器C的四輸出端60、61、62、63依次接四組與非門Y1、Y2、Y3、Y4的各控制端83、85、87、89，四組與非門Y1、Y2、Y3、Y4的各脈沖信號(hào)輸入端84、86、88、90接脈沖信號(hào)U1，四組與非門Y1、Y2、Y3、Y4的各輸出端依次接四組光電隔離器P5、P6、P7、P8的信號(hào)輸入端91、92、93、94，四組光電隔離器P5、P6、P7、P8的接地端接公共接地端，四組電光隔離器P5、P6、P7、P8的輸出端形成四組電壓控制信號(hào)輸出端21、22，24、25，27、28，30、31。
圖1橋閘式電站由橋墩10，橋面11構(gòu)成橋的基本水工建筑，圖中所示例子有6個(gè)橋孔，其中①②③④⑤橋孔位置安裝水流發(fā)電裝置用的滾筒式水輪機(jī)，并且內(nèi)藏有異步發(fā)電機(jī)，而橋孔⑥的滾筒式水輪機(jī)內(nèi)藏有同步發(fā)電機(jī)，配電房13把各發(fā)電機(jī)送來的電能送往電網(wǎng)，在配電房13內(nèi)除了一般配電必須的開關(guān)電器外還包括圖2、圖3、圖4所示的變換器6、頻率控制器7、電壓控制器8、三相輸出變壓器9等電氣控制裝置，整個(gè)電站各橋孔的水流大小是由橋洞①②③④⑤前面的蓄水閘4和調(diào)節(jié)閘5進(jìn)行控制。
橋孔⑥的閘門是溢流式閘門，由于溢流的作用，使上游水位基本保持不變，于是流經(jīng)橋孔①②③④⑤的水流穩(wěn)定，適合異步發(fā)電機(jī)要求轉(zhuǎn)速不變的工況。在正常情況下，上游來水變大時(shí)，向橋孔⑥溢流增多，上游水變小時(shí)，向橋孔⑥溢流減少。如果上游水流過份少，則可以將①②③④⑤橋孔的閘門關(guān)閉幾個(gè)，保持橋閘上游水位高度不變，使仍在工作的某異步發(fā)電機(jī)仍能維持正常轉(zhuǎn)速。當(dāng)洪水到來時(shí)，開啟全部閘門，而且提升各橋孔滾筒式水輪機(jī)使水流順暢下泄。
圖2是水流發(fā)電裝置異步發(fā)電機(jī)發(fā)電、同步發(fā)電機(jī)調(diào)整的電原理圖。五臺(tái)異步發(fā)電機(jī)1，其輸出通過開關(guān)將電能輸送到電網(wǎng)V、U、W端去，每臺(tái)異步發(fā)電機(jī)1有電容作功率因數(shù)補(bǔ)償，因此對(duì)網(wǎng)側(cè)不會(huì)吸收較大的無功電流。同步發(fā)電機(jī)2裝在調(diào)節(jié)水流的橋洞處，此處水流是經(jīng)常變化的，同步發(fā)電機(jī)2發(fā)出電的電壓和頻率不斷地變化，不能直接送入電網(wǎng)，因此通過變換器6、頻率控制器7、電壓控制器8和三相輸出變壓器9等裝置，把電能變成頻率相位同電網(wǎng)同步、電壓與電網(wǎng)電壓相當(dāng)，這樣，橋式電站的全部能量被利用。這套裝置工作原理詳述如下同步發(fā)電機(jī)2發(fā)出的電能由整流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6組成的全波橋式整流器變?yōu)橹绷?，其直流電送到變換器6中串聯(lián)的四個(gè)升壓逆變器N1、N2、N3、N4，各升壓逆變器的三相電壓輸出端71、72、73，74、75、76，77、78、79，80、81、82依次接到三相輸出變壓器9的原邊繞組64、65、66、67上，于是，付邊繞組68獲得同電網(wǎng)頻率一致，相位一致，電壓相當(dāng)?shù)碾娔?，?jīng)開關(guān)69把電能送往電網(wǎng)或用電器。
變換器6中的四組升壓逆變器N1、N2、N3、N4內(nèi)部是一樣的，以升壓逆變器N1為例直流電源正端20、電源負(fù)端22，電源正端接往直流電感器L1、開關(guān)三極管G7、二極管D7、電容C1作泵升原理工作，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)2發(fā)出的電壓很低，頻率很低時(shí)，仍舊可以變成高的直流電壓，將直流電能儲(chǔ)存在電容C1內(nèi)。續(xù)流二極管D8、D9、D10、D11、D12、D13、IGBT管G1、G2、G3、G4、G5、G6把電容C1上的電能轉(zhuǎn)變成交流三相電能。升壓逆變器的頻率控制信號(hào)由頻率控制器7的輸出端32、33、34、35、36、37提供，利用像變頻器一樣的原理，使升壓逆變器N1的各IGBT管按正弦脈寬調(diào)制方式有序工作，于是升壓逆變器N1的三路輸出，以正弦三相電壓把能量送到變壓器9的初級(jí)繞組64。同樣升壓逆變器N2、N3、N4各內(nèi)部的開關(guān)IGBT管信號(hào)由頻率控制器7的第二組輸出端38、39、40、41、42、43，第三組輸出端44、45、46、47、48、49，第四組輸出端50、51、52、53、54、55提供。頻率控制器7除了按正弦脈寬調(diào)制的邏輯作為變換器6各逆變器開關(guān)IGBT管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)外，還提供同電網(wǎng)的頻率，相位嚴(yán)格一致的信號(hào)，使變換器6輸往三相輸出變壓器原邊繞組64、65、66、67的電壓、頻率、相位同電網(wǎng)完全一樣，最終使三相輸出變壓器付邊繞組68的電能能夠送往電網(wǎng)。
各升壓逆變器的電壓控制信號(hào)由電壓控制器8提供(見圖4)，電壓控制器8的輸出端有4路輸出，分別與升壓逆變器N1、N2、N3、N4的泵升開關(guān)三極管控制極21、22，24、25，27、28，30、31相接。某一時(shí)刻由電壓檢測(cè)點(diǎn)F測(cè)量同步發(fā)電機(jī)2的輸出電壓，經(jīng)電壓控制器8處理后決定端子第幾路有輸出信號(hào)。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)2發(fā)出電壓很低時(shí)，輸出端子只使21、22端有脈沖開關(guān)信號(hào)，而其它端都給直通信號(hào)，于是升壓逆變器N1工作而升壓逆變器N2、N3、N4被短路。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)2電壓逐漸升高時(shí)，輸出端子逐步使24、25，27、28，30、31有脈沖開關(guān)信號(hào)，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)2電壓最高時(shí)，21、22，24、25，27、28，30、31全部有脈沖開關(guān)信號(hào)，即升壓逆變器N1、N2、N3、N4全部參加工作，此時(shí)，同步發(fā)電機(jī)2的高電壓輸出，全部通過變換變成交流電通過三相輸出變壓器9的原邊繞組64、65、66、67將能量傳遞到付邊繞組68，最終送往電網(wǎng)。這樣就保證了同步發(fā)電機(jī)2只要轉(zhuǎn)就可把電能送往電網(wǎng)的良好性能。
頻率控制器7的內(nèi)部原理是這樣的詳見圖3。
市電同步跟蹤電路A由三相市電提供頻率和相位去控制三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B，這個(gè)PWM信號(hào)是被正弦調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，通過四個(gè)六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4作四路脈沖輸出，這四路完全同步，這樣圖2中的升壓逆變器N1、N2、N3、N4也同步工作，最終使變壓器9的原邊繞組64、65、66、67同頻同相，可以并聯(lián)運(yùn)行。使用六輸出光電隔離器的目的是因?yàn)槊總€(gè)升壓逆變器有6個(gè)管子6個(gè)信號(hào)，而且各升壓逆變器的直流電平不相同，需要電氣隔離。
圖4所示，電壓控制器8輸入端由電壓檢測(cè)點(diǎn)F接收同步發(fā)電機(jī)2輸出的電壓幅度信號(hào)，由分壓取樣電阻R1、R2、R3、R4得到4個(gè)不同等級(jí)電壓送到電壓比較器C的輸入端56、57、58、59，電壓比較器C由基準(zhǔn)電壓UO作為判別基準(zhǔn)，其比較后的結(jié)果經(jīng)輸出端60、61、62、63送到與非門Y1、Y2、Y3、Y4。在電壓檢測(cè)點(diǎn)F電壓低時(shí)，只有與非門Y1可以輸出脈沖信號(hào)，而與非門Y2、Y3、Y4輸出正電壓，結(jié)果只有光電隔離器P5有脈沖輸出，而光電隔離器P6、P7、P8都輸出正電壓。最終使圖2中的升壓逆變器N1正常工作有交流輸出，而升壓逆變器N2、N3、N4都因得到正控制電壓而被短路。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)輸出電壓升高時(shí)，電壓比較器C可以輸出信號(hào)使與非門Y2有脈沖輸出，電壓繼續(xù)升高時(shí)，又可使與非門Y3、Y4有脈沖輸出。這樣隨著同步發(fā)電機(jī)2電壓的高低自動(dòng)地順序開啟升壓逆變器N2、N3、N4，從而使電壓升高的電能通過變壓器繞組65、66、67的陸續(xù)加入工作而被大量送進(jìn)電網(wǎng)。
以上將同步發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的電壓、頻率、相位不合乎要求的電能變換成為與電網(wǎng)一致的電壓、頻率、相位的整套電路比以往技術(shù)中采用同步發(fā)電機(jī)輸出端用變壓器切換的復(fù)雜電路要簡(jiǎn)單可靠。此方案不僅可用于橋閘式電站同步電機(jī)發(fā)出電能的調(diào)整和利用，而且也可用于風(fēng)力發(fā)電，潮汐發(fā)電，等一切不穩(wěn)定能源發(fā)電的利用。
以上采用4組升壓逆變器N1、N2、N3、N4作為對(duì)應(yīng)同步發(fā)電機(jī)電壓寬范圍變化的切換單元，但實(shí)際上采用多少組，要看同步發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓的變化，因此應(yīng)按照實(shí)際需要決定升壓逆變器單元的數(shù)量。由此對(duì)應(yīng)的頻率控制器、電壓控制器、三相輸出變壓器內(nèi)部組數(shù)也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。
圖3、圖4方框圖中的電路均為常規(guī)電路，在此就不一一詳細(xì)說明。
權(quán)利要求1.一種水流發(fā)電裝置，它由蓄水閘、水輪、同步發(fā)電機(jī)、三相輸出變壓器組成；其特征在于它還有異步發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)閘、變換器、頻率控制器和電壓控制器；同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)為內(nèi)裝式，外殼上均分別套裝有水輪；蓄水閘安裝在異步發(fā)電機(jī)各水輪的前方，用以控制驅(qū)動(dòng)各水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的蓄水水位，各臺(tái)異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)并列安裝；調(diào)節(jié)閘安裝在同步發(fā)電機(jī)水輪的前方，用以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各異步發(fā)電機(jī)水輪的蓄水水位；異步發(fā)電機(jī)的三相電壓輸出端接電網(wǎng)或用電器；同步發(fā)電機(jī)的三相電壓輸出端接變換器的三相電壓輸入端，變換器的四組IGBT功率管頻率控制信號(hào)輸入端依次接頻率控制器的四組控制信號(hào)輸出端，變換器的四組電壓控制信號(hào)輸入端依次接電壓控制器的四組控制信號(hào)輸出端，變換器的四組三相電壓輸出端依次接三相輸出變壓器的四組三相初級(jí)繞組，三相輸出變壓器的三相次級(jí)繞組接電網(wǎng)或用電器；頻率控制器的三相電壓輸入端接電網(wǎng)三相電源，電壓控制器的輸入端連接到同步發(fā)電機(jī)的輸出回路中，用來接收同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流發(fā)電裝置，其特征在于所述變換器由整流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6，取樣電阻R5和四組相同的升壓逆變器N1、N2、N3、N4組成，同步發(fā)電機(jī)的第一相電壓輸出端接整流二極管D1的正極和整流二極管D4的負(fù)極，第二相電壓輸出端接整流二極管D2的正極和整流二極管D5的負(fù)極，第三相電壓輸出端接整流二極管D3的正極和整流二極管D6的負(fù)極，整流二極管D1、D2、D3的負(fù)極接取樣電阻R5的一端、電壓控制器的輸入端和第一組升壓逆變器N1的電源正端，整流二極管D4、D5、D6的正極接取樣電阻R5的另一端和第四組升壓逆變器N4的電源負(fù)端成為接地端；第一組升壓逆變器N1的電源負(fù)端接第二組升壓逆變器N2的電源正端，第二組升壓逆變器N2的電源負(fù)端接第三組升壓逆變器N3的電源正端，第三組升壓逆變器N3的電源負(fù)端接第四組升壓逆變器N4的電源正端；第一組升壓逆變器N1由電感器L1、三極管G7、整流二極管D7、電容C1、IGBT管G1、G2、G3、G4、G5、G6、續(xù)流二極管D8、D9、D10、D11、D12、D13組成，電感器L1的一端接電源正端子，形成第一組升壓逆變器N1的電源正端，另一端接三極管G7的集電極和整流二極管D7的正極，三極管G7的基極接電壓控制信號(hào)輸入端子，形成第一組升壓逆變器N1的電壓控制信號(hào)輸入端，整流二極管D7的負(fù)極接電容C1的正極、IGBT管G1、G3、G5的集電極和續(xù)流二極管D8、D10、D12的負(fù)極，續(xù)流二極管D8的正極接續(xù)流二極管D9的負(fù)極、IGBT管G1的發(fā)射極和IGBT管G2的集電極成為第一組升壓逆變器N1三相電壓輸出端的第一相，續(xù)流二極管D10的正極接續(xù)流二極管D11的負(fù)極、IGBT管G3的發(fā)射極和IGBT管G4的集電極成為第一組升壓逆變器N1三相電壓輸出端的第二相，續(xù)流二極管D12的正極接續(xù)流二極管D13的負(fù)極、IGBT管G5的發(fā)射極和IGBT管G6的集電極成為第一組升壓逆變器N1三相電壓輸出端的第三相，IGBT管G1、G2、G3、G4、G5、G6的各控制極形成第一組升壓逆變器N1的頻率控制信號(hào)輸入端，三極管G7的發(fā)射極接電容C1的負(fù)極、IGBT管G2、G4、G6的發(fā)射極和續(xù)流二極管D9、D11、D13的正極形成第一組升壓逆變器N1的電源負(fù)端；第二組、第三組、第四組升壓逆變器N2、N3、N4各自的組成和接線與第一組升壓逆變器N1完全相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流發(fā)電裝置，其特征在于所述頻率控制器由市電同步跟蹤電路A、三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B、四組六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4組成；市電同步跟蹤電路A的三相電壓輸入端接市電電網(wǎng)，其輸出端接三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B的三輸入端，三相PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器B的六輸出端上并列接有四組六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4的六輸入端，四組六輸出光電隔離器P1、P2、P3、P4的輸出端形成四組頻率控制信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水流發(fā)電裝置，其特征在于所述電壓控制器由取樣電阻R1、R2、R3、R4、電壓比較器C、四組相同的與非門Y1、Y2、Y3、Y4和四組相同的光電隔離器P5、P6、P7、P8組成；取樣電阻R1、R2、R3、R4依次串聯(lián)后，取樣電阻R1的出頭端接電壓比較器C的第一輸入端和同步發(fā)電機(jī)輸出回路檢測(cè)點(diǎn)F，成為電壓信號(hào)輸入端，取樣電阻R1與R2的連接點(diǎn)接電壓比較器C的第二輸入端，取樣電阻R2與R3的連接點(diǎn)接電壓比較器C的第三輸入端，取樣電阻R3與R4的連接點(diǎn)接電壓比較器C的第四輸入端，取樣電阻R4的尾端接公共接地端；電壓比較器C的四輸出端依次接四組與非門Y1、Y2、Y3、Y4的各控制端，四組與非門Y1、Y2、Y3、Y4的各脈沖信號(hào)端接脈沖信號(hào)U1，四組與非門Y1、Y2、Y3、Y4的各輸出端依次接四組光電隔離器P5、P6、P7、P8的信號(hào)輸入端，四組光電隔離器P5、P6、P7、P8的接地端接公共接地端，四組電光隔離器P5、P6、P7、P8的輸出端形成四組電壓控制信號(hào)輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水流發(fā)電裝置，它由異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、水輪、蓄水閘、調(diào)節(jié)閘、變換器、頻率控制器、電壓控制器和三相輸出變壓器組成。同步發(fā)電機(jī)的三相電壓輸出端接變換器的三相電壓輸入端，頻率控制器和電壓控制器分別對(duì)變換器的四組頻率控制端和四組電壓控制端進(jìn)行控制。變換器的四組三相電壓輸出端依次接三相輸出變壓器的四組三相初級(jí)繞組，三相輸出變壓器的三相次級(jí)繞組接電網(wǎng)或用電器。本方案充分利用了水資源，增加了發(fā)電量。
文檔編號(hào)F03B13/00GK2693982SQ20042003290
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者劉永言 申請(qǐng)人:成都希望電子研究所