基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于微水發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]微水電是微型水力發(fā)電的簡稱，是利用電力負(fù)荷附近的微小水能資源發(fā)電的水力發(fā)電系統(tǒng)。微水電一般離網(wǎng)獨立運行，無需變壓，直接向用戶供電。微型水力發(fā)電是一種經(jīng)濟性好、安裝使用方便、不造成自然生態(tài)改變的小型可再生能源。
[0003]我國地域遼闊，在邊遠(yuǎn)山區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)，雖然有豐富的小溪流，但至今仍有7個無電縣、766個無電鄉(xiāng)，2.6萬個行政村的880萬戶和3000萬人口仍沒有用上電；而東南亞和非洲大陸有小溪而無電地區(qū)的區(qū)域更多。這些地區(qū)的人口居住分散，發(fā)展常規(guī)電網(wǎng)投資巨大。微水電作為可再生能源，既能提供農(nóng)村電力、又保護(hù)生態(tài)環(huán)境。因此，我國《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》指出，將加大政策扶持及激勵措施促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。農(nóng)村能源開發(fā)利用在有條件情況下，優(yōu)先考慮開發(fā)清潔、技術(shù)成熟、經(jīng)濟性好的水能資源。
[0004]一些發(fā)達(dá)國家，如美國、英國、加拿大、日本等，依靠其良好的工業(yè)基礎(chǔ)，生產(chǎn)的微水電在可靠性和發(fā)電機、水輪機效率、使用壽命等與國內(nèi)微水電相比有較大的優(yōu)勢，但價格較高。奧地利研制了微型活動水電站，俄羅斯設(shè)計了可自行調(diào)節(jié)的微型水電站機組，法國投產(chǎn)了虹吸管式微水電發(fā)電裝置，挪威生產(chǎn)了箱式微水電發(fā)電機組，英國推出了組合式微型水電站，美國生產(chǎn)了配有簡易控制裝置的微型整裝機組，日本、瑞士等國家都在產(chǎn)品的使用可靠性和自動化控制技術(shù)方面也有了很大的突破。
[0005]國內(nèi)微水電在控制技術(shù)、產(chǎn)品的多樣化、特別是產(chǎn)品價格等方面我國還占有一定的優(yōu)勢。廣西壯族自治區(qū)、江西省、云南省、臺灣省、四川省44804座，占全國水電總發(fā)電量的31%。長期以來，微水電的設(shè)計方法以及水輪機組都直接由小水電的成熟的辦法縮小比例套用而來。但實際上，由于顯著的比尺效應(yīng)，這種簡單的處理會使得水能利用效率極低，系統(tǒng)效率和開發(fā)利用率長期處于較低水平。系統(tǒng)效率往往只能達(dá)到40%左右，所集中的水能資源又被白白浪費。目前開發(fā)的微水電及控制器一體機及箱型一體機，比普通微型水輪發(fā)電機組造價降低30%?50%，效率提高50%左右，便于運輸、安裝。國內(nèi)關(guān)于小水電的相關(guān)研究也較多，技術(shù)也相對成熟，微水電設(shè)備價格偏低，利潤很薄，生產(chǎn)廠家對技術(shù)改造投入過少。
[0006]目前，微水電機組分為戶用型和村用型兩種，多使用永磁同步發(fā)電機，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率高、少維護(hù)等特點。但永磁電機端電壓隨著負(fù)載變大而降低的缺點，嚴(yán)重影響了其它用電器的正常工作。因此，永磁電機端電壓調(diào)節(jié)意義重大。但當(dāng)前運行的永磁勵磁微水電存在一些實際問題:用永磁勵磁時效率高，但不便于進(jìn)行輸出電壓調(diào)整，只能使用假負(fù)載穩(wěn)壓穩(wěn)頻，當(dāng)真負(fù)載接入電路后，部分假負(fù)載即脫離電路，使電壓和轉(zhuǎn)速基本不變化。當(dāng)假負(fù)載接入后，有用功率變小，會造成水力電力的極大浪費?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、性能可靠的基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器，用于與發(fā)電機的輸出繞組相連，所述發(fā)電機的輸出繞組包括第一至第五輸出繞組，所述基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器包括:
[0009]第一至第四開關(guān)單元，其中每一開關(guān)單元均包括兩個雙向晶閘管，所述第一至第四開關(guān)單元分別與第一至第四輸出繞組相連，所述第一開關(guān)單元的一端與第五輸出繞組的一端還作為電壓輸出母線；
[0010]信息流總線及控制總線；以及
[0011]驅(qū)動控制單元，通過信息流總線及控制總線與第一至第四開關(guān)單元相連，所述驅(qū)動控制單元還直接與第五輸出繞組相連；所述驅(qū)動控制單元通過信息流總線采集電壓輸出母線及第一至第四開關(guān)單元的出口電壓，并進(jìn)行運算比較，以根據(jù)運算結(jié)果對第一至第四開關(guān)單元的通斷進(jìn)行控制來實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一開關(guān)單元包括第一接入晶閘管及第一短路晶閘管，所述第二開關(guān)單元包括第二接入晶閘管及第二短路晶閘管，所述第三開關(guān)單元包括第三接入晶閘管和第三短路晶閘管，所述第四開關(guān)單元包括第四接入晶閘管及第四短路晶閘管；所述第一接入晶閘管及第一短路晶閘管的第一陽極分別與第一輸出繞組兩端相連，所述第一至第四接入晶閘管及第一至第四短路晶閘管的第二陽極均與驅(qū)動控制單元相連，所有晶閘管的控制極均與驅(qū)動控制單元連接，并受驅(qū)動控制單元的控制。
[0013]更進(jìn)一步的，所述第一短路晶閘管的第一陽極還與第二接入晶閘管的第二陽極相連，所述第二短路晶閘管的第一陽極還與第三接入晶閘管的第二陽極相連，所述第三短路晶閘管的第一陽極還與第四接入晶閘管的第二陽極相連，所述第四短路晶閘管的第一陽極還與第五輸出繞組的一端相連，所述第五輸出繞組的另一端及第一接入晶閘管的第二陽極分別作為電壓輸出母線。
[0014]更進(jìn)一步的，所述驅(qū)動控制單元包括驅(qū)動模塊、電源模塊、運算模塊及數(shù)據(jù)采集模塊，所述第一至第四接入晶閘管及第一至第四短路晶閘管的第二陽極均與數(shù)據(jù)采集模塊相連，所有晶閘管的控制極均與驅(qū)動模塊連接，并受驅(qū)動模塊的控制。
[0015]更進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還與電壓輸出母線及運算模塊相連，所述運算模塊還與驅(qū)動模塊及電源模塊相連，所述電源模塊還與第五輸出繞組的兩端及驅(qū)動模塊相連。
[0016]更進(jìn)一步的，所述第一接入晶閘管及第一短路晶閘管工作在相位觸發(fā)狀態(tài)，用于對輸出電壓進(jìn)行細(xì)調(diào)；所述第二至第四接入晶閘管及第二至第四短路晶閘管工作在過零觸發(fā)狀態(tài)，用于對輸出電壓進(jìn)行粗調(diào)。
[0017]上述基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器通過采集電壓輸出母線及第一至第四開關(guān)單元的出口電壓，經(jīng)運算和比較，然后通過驅(qū)動模塊對第一至第四開關(guān)單元的通斷進(jìn)行控制，最終實現(xiàn)輸出電壓的控制，結(jié)構(gòu)簡單、操作容易且性能可靠。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1本實用新型基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器的較佳實施方式的方框圖。
[0020]元件符號說明:
[0021]基于雙向晶閘管的微水永磁發(fā)電機交流調(diào)壓器18 ;輸出繞組3 ;第一輸出繞組4 ;第二輸出繞組5 ;第三輸出繞組6 ;第四輸出繞組7 ;第五輸出繞組8 ;第一開關(guān)單兀I ;第二開關(guān)單元21 ;第三開關(guān)單元22 ;第四開關(guān)單元23 ;驅(qū)動控制單元11 ;信息流總線15 ;控制總線16 ;第一接入晶閘管Tl ;第二接入晶閘管T3 ;第三接入晶閘管T5 ;第四接入晶閘管T7 ;第一短路晶閘管T2 ;第二短路晶閘管T4 ;第三短路晶閘管T6 ;第四短路晶閘管T8 ;驅(qū)動模塊(DU) 9 ;電源模塊(PW) 10 ;運算模塊(CPU) 12 ;數(shù)據(jù)采集模塊(AU) 13 ;電壓輸出母線14。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0023]首先，在對實施例進(jìn)行描述之前，有必要對本文中出現(xiàn)的一些術(shù)語進(jìn)行解釋。例如:
[0024]本文中若出現(xiàn)使用“第一”、“第二”等術(shù)語來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)由這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個元件和另一個元件。因此，“第一”元件也可以被稱為“第二”元件而不偏離本實用新型的教導(dǎo)。
[0025]另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)提及一元件“連接”或者“聯(lián)接”到另一元件時，其可以直接地連接或直接地聯(lián)接到另一元件或者也可以存在中間元件。相反地，當(dāng)提及一元件“直接地連接”或“直接地聯(lián)接”到另一元件時，則不存在中間元件。
[0026]在本文中出現(xiàn)的各種術(shù)語僅僅用于描述具體的實施方式的目的而無意作為對本實用新型的限定。除非上下文另外清楚地指出，則單數(shù)形式意圖也包括復(fù)數(shù)形式。
[0027]當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括”和/或“包括有”時，這些術(shù)語指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一個以上其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和/或附加。
[0028]關(guān)于實施例:
[0029]請參考圖1，本實用新型微水發(fā)電機交流調(diào)壓器18與發(fā)電機的輸出繞組3相連。本實施方式中，所述發(fā)電機的輸出繞組3包括五個，分別記為第一至第五輸出繞組4-8。所述微水發(fā)電機交流調(diào)壓器18的較佳實施方式包括第一至第四開關(guān)單元1、21、22、23、驅(qū)動控制單元11、信息流總線15及控制總線16。所述第一至第四開關(guān)單元1、21、22、23分別與第一至第四輸出繞組4、5、6、7相連，所述驅(qū)動控制單元11通過信息流總線15及控制總線16與第一至第四開關(guān)單元1、21、22、23相連，所述驅(qū)