[实用新型]微电脑控制水力发电机

说明书

本实用新型属电脑控制与电力领域，涉及一种微电脑控制的小型水力发电机。

小型水力发电机在农村有广泛的用途。特别是在小型水利资源丰富的山区或水利排灌渠道发达的地区，使用小型水力发电设备可以方便地弥补电力网的空缺，是农村及野外工作中解决电力供应难题的理想装备。目前的小型水力发电机大多需要较高的水头来推动，这不仅限制了它的使用范围，而且在引水管等外部设备方面要求较高，投资较大。在外部负载改变功率时，现一般采用人工监控或使用电子线路、可控硅元件等负载调节系统进行稳压，这在成本与性能等方面均未达到满意的解决。

本实用新型是要提供一种利用微电脑技术解决稳压问题的小型（30KW以下）、低水头水力发电装置，为山区与农村利用零星水利资源或排灌渠道的水流发电提供较理想的设备。

本实用新型方案如下：采用低水头或超低水头（1m－7m）固定水能输入方式。上游水流通过蝴蝶阀进入水力发电机引水管，经过导叶使水流变成为具有较大环量的水能，作用在水轮机转轮上。水流从转轮叶片正反两个不同的曲面流过，产生压力差，从而使转轮旋转。水轮机主轴（有的还可经过侧轴或离合器）带动发电机运行发电。发出的电能在电脑控制器的调节、控制下输向用电器。为保证输出电源的稳压、稳频，电脑控制器中设有中央处理器、采样电路与负载切换线路，同时设置内负载装置。中央处理器可以由单板机或单片机等微机担任；采样电路可利用频率与电压的函数关系采用频率取样，送入中央处理器进行计算处理，当用电器（即外部负载）功率减少，电压有上升趋势时，电脑控制器自动接入内负载以消耗多余的电能，保持恒定的输出；反之，当用电器增加功率而可能引起电压下降时，电脑控制器即减少内负载，保持电压不下降。内负载的增减由电脑通过电路切换装置执行。电路切换装置可由可控硅或其他无触点开关无级电路担任。内负载可由半导体陶瓷或水负载等耗能元件构成。

采用微电脑进行稳压稳频，还可同时具备以下功能：

1、防止失磁，当发电机将停止运行时，选定适当的电压点及时切断负载电路，以防止发电机失磁；

2、当外负载为感性负载时，自动接入负载电容器，以保证频率及电压的稳定；

3、自动定时显示电参数，例如每5分钟显示一次电压、电流数值；

4、自检测与报警：当外负载电路发生故障时，例如发生短路时，电脑控制器可自动切断供电电路，同时接入内负载并开始计时，经过一予定时间（例如两分钟）的自检测后，恢复供电。如故障已排除，则正常供电；如故障仍存在，则再次断电，自检测后再送电。如此反复几次（例如可予定为3次）后，如仍有故障则断电并报警。

5、当内外负载同时突然开路，水轮机即将产生飞逸，电压超过250V时，电脑发生紧急指令启动阀门关闭水流停止发电。

本实用新型可制成功率从2.2KW至30KW的小型水力发电机系列，发电机可以是同步发电机或异步发电机。发电机转速可控制在355转／分至2850转／分。单相电压为230伏／120伏；三相电压为400伏／230伏。频率为50－60H_Z发电机与水轮机可采用同轴式，也可采用侧轴联结。在水轮机与发电机联结处可在轴上设置离合器，以便在不需要电力时将发电机断开。还可以在水轮机轴上设置皮带轮，以便直接带动碾米机等机械作工。本设计可适用于1m－7m低水头或超低水头，流量从0.1米³／秒至0.8米³／秒。

现结合附图与实施例作进一步说明。

附图为本实用新型一个实施例结构示意图。