[发明专利]基于PWM控制的水轮机直流电控调速装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及中小型水电站的水轮机调速装置，具体涉及一种基于PWM控制的水轮机直流电控调速装置。

【背景技术】

目前市场上中小型水电站的水轮机调速控制一般为手动手轮控制、交流电机控制、微机调速器控制。这些控制方式的缺点是：

1、在中小型水电站中，有不少机组都没有装设调速器，只能通过手动手轮来调节开关水导叶，当发电机开关事故引起跳闸时，尤其是在2台至3台机组同时跳闸甩负荷的紧急情况下，工作人员往往会手忙脚乱地关闭水轮机导叶(喷针)。如工作疏忽，导叶不能及时关闭，机组有可能产生飞车，造成严重后果。

2、交流电机控制是在原有的手动调节手轮上，加上一个交流控制电机。当系统失电时，机组甩负荷，控制电机的电源消失或维持很短的时间，并不能把导叶关至全关状态，而且交流电机控制调节精度较差，不易控制。

3、由于大部分小型水电站均在大电网覆盖下联网运行，不担负电网的调频任务，因此，微机调速器在电站的作用大大降低，而且微机调速器结构复杂，价格较高，运行维护比较困难，要求电站运行人员和检修人员有较高的技术水平。在实际运行中，由于调速器本身故障、缺陷或运行管理不当，会出现运行不稳定情况；微机调速器对水轮机控制采用油压控制方式，也会出现元件容易漏油、油泵起动频繁、油泵电机容易损坏等情况。

综上所述，需要发明一种结构简单，维护方便，安全性能高的水电站水轮机调速装置，供中小型水电站使用。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于为了克服现有靠人力、安全性能低、造价高等不足，提供了一种基于PWM控制的水轮机直流电控调速装置，运用PWM控制提高水轮机转动精度，运用直流电机控制提高安全性能。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于PWM控制的水轮机直流电控调速装置，包括直流电机、齿轮、链条、固定安装板、行程开关、齿轮盘、PWM控制电路；

所述固定安装板固定安装在所述水轮机的手动手轮上；所述齿轮盘固定在所述水轮机的手动手轮螺杆上；所述齿轮固定安装在所述固定安装板上；

所述链条绕于所述齿轮盘和所述齿轮的外围；

所述直流电机和所述行程开关分别安装在固定安装板上；所述行程开关具有一小齿轮与所述链条相咬合。

所述PWM控制电路连接所述直流电机，用于控制直流电机的正反转。

本发明的特点在于：1、灵活性高：本发明装置可根据水电站水轮机进行定制加工，只需对其导叶或喷针按照被测形状进行机械改造即可；2、可靠性好：本发明装置采用PWM控制，调节精度较高，水轮机摆动小，稳定可靠；3、安全性强：本发明装置采用直流24V电源控制，在系统失电，发电机跳闸甩负荷时，能紧急关闭水导叶。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明装置主视图。

图2是本发明装置俯视图。

图3是本发明装置侧视图。

图4是本发明的PWM控制电路结构图。

【具体实施方式】

请参阅图1至图3所示，基于PWM控制的水轮机直流电控调速装置，包括直流电机1、齿轮2、链条3、固定安装板4、行程开关5、齿轮盘6、PWM控制电路(参见图4)；

所述固定安装板4固定安装在所述水轮机的手动手轮100上；所述齿轮盘6固定在所述水轮机的手动手轮螺杆200上；所述齿轮2固定安装在所述固定安装板4上；齿轮2与齿轮盘6安装固定在同一水平面上。

所述链条3绕于所述齿轮盘6和所述齿轮2的外围；利用链条3带动齿轮盘6，进而让手动手轮螺杆200旋转，推动喷针或导水叶的开和关。

所述直流电机1和所述行程开关5分别安装在固定安装板4上；所述行程开关5具有一小齿轮51与所述链条3相咬合。通过调节行程开关5的安装位置使行程开关5上的小齿轮51与链条3咬合，调整行程开关5的限位确定导水叶的行程点。

如图4所示，所述PWM控制电路含充电单元、蓄电池、PLC模块、正反转电机驱动模块。充电单元可以输出稳定的电源电压为蓄电池充电，蓄电池为PLC模块及正反转电机驱动模块提供供电电源。PLC模块发出脉冲命令控制正反转电机驱动模块进而控制直流电机。