一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及水力發(fā)電供電系統(tǒng)，具體涉及一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，包括輪機(jī)和永磁交流發(fā)電機(jī)，在所述永磁交流發(fā)電機(jī)和交流負(fù)載之間連接有逆變器，所述逆變器內(nèi)依次設(shè)有整流電路、升壓電路、220V交流電壓單相逆變電路和380V交流電壓三相逆變電路，其中所述220V交流電壓單相逆變電路和380V交流電壓三相逆變電路相互并聯(lián)。本實(shí)用新型通過逆變器能讓發(fā)電系統(tǒng)將始終輸出穩(wěn)定的工頻電壓，不隨水輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化而波動(dòng)，電壓精度高，瞬態(tài)響應(yīng)好，輸出電能質(zhì)量高，系統(tǒng)效率高、可靠性強(qiáng)。滿足廣大農(nóng)業(yè)用電和國家軍標(biāo)2級(jí)、3級(jí)電源的要求，可為邊境、高寒、山區(qū)多水地區(qū)提供零排放，綠色環(huán)保的高質(zhì)量能源。
【專利說明】—種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及水力發(fā)電供電系統(tǒng)，具體涉及一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國歷來重視水電技術(shù)的開發(fā)及各型水電站的建設(shè)。從“十一五”、“十二五”以來，國家持續(xù)開展水電新農(nóng)村電氣化縣建設(shè)，其中小水電站建設(shè)和投資是一個(gè)關(guān)鍵的重點(diǎn)。
^一五”期間，我國小水電年發(fā)電量發(fā)展迅速，由2006年的1361億千瓦時(shí)增加到2010年年末的2044億千瓦時(shí)。在此基礎(chǔ)上，“十二五”期間，農(nóng)村人均年用電量和戶均年生活用電量相比2010年還將增長25%以上。
[0003]微型小水電在我國應(yīng)用廣泛，其功率覆蓋范圍較寬，一般在500W~100KW區(qū)間。但目前我國傳統(tǒng)的微型小水電發(fā)電技術(shù)落后，其發(fā)電系統(tǒng)輸出電能質(zhì)量差，效率低、可靠性低，系統(tǒng)帶負(fù)載能力弱，這導(dǎo)致了很多現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機(jī)械，及農(nóng)業(yè)加工設(shè)備無法正常工作，不利于我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，而且這些低效、落后的發(fā)電技術(shù)也并不符合當(dāng)今社會(huì)對高效節(jié)能、可靠、低排放的綠色能源發(fā)電系統(tǒng)的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的小水電發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電質(zhì)量差、耗能 高效率低的問題。
[0005]為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，包括水輪機(jī)和永磁交流發(fā)電機(jī)，在所述永磁交流發(fā)電機(jī)和交流負(fù)載之間連接有逆變器，所述逆變器內(nèi)依次設(shè)有三相整流電路、升壓電路和逆變電路。
[0006]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述逆變電路為輸出220V交流電壓單相逆變電路或輸出380V交流電壓三相逆變電路。
[0007]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述永磁交流發(fā)電機(jī)為輸出400Hz的中頻永磁交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速為1000~3000rpm。
[0008]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述永磁交流發(fā)電機(jī)包括端蓋安裝盤、電機(jī)轉(zhuǎn)子總成、端蓋、前級(jí)整流穩(wěn)壓器、后罩、電機(jī)定子總成和整流穩(wěn)壓器，所述端蓋安裝盤內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)子安裝盤，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子總成通過轉(zhuǎn)子安裝盤安裝在蓋安裝盤和端蓋形成的空間內(nèi)，所述前級(jí)整流穩(wěn)壓器和整流穩(wěn)壓器安裝在端蓋背面并又后罩蓋合。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:通過逆變器能讓發(fā)電系統(tǒng)將始終輸出穩(wěn)定的工頻電壓，不隨水輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化而波動(dòng)，電壓精度高，瞬態(tài)響應(yīng)好，輸出電能質(zhì)量高，系統(tǒng)效率高、可靠性強(qiáng)。滿足廣大農(nóng)業(yè)用電和國家軍標(biāo)2級(jí)、3級(jí)電源的要求，可為邊境、高寒、山區(qū)多水地區(qū)提供零排放，綠色環(huán)保的高質(zhì)量能源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的220V交流電壓單相逆變電路示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的380V交流電壓三相逆變電路示意圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014]圖1和圖2不出了本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例:一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，包括水輪機(jī)和永磁交流發(fā)電機(jī)，在所述永磁交流發(fā)電機(jī)和交流負(fù)載之間連接有逆變器，所述逆變器內(nèi)依次設(shè)有三相整流電路、升壓電路和逆變電路。
[0015]由圖1和圖2可知，根據(jù)本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述逆變電路為輸出220V交流電壓單相逆變電路或輸出380V交流電壓三相逆變電路。對于大多數(shù)工業(yè)用電，需要380V的三相交流電壓，這時(shí)可以采用圖2中的電路輸出380V三相四線電壓；當(dāng)然客戶也可以只從某一相上引出電壓輸出，這時(shí)的輸出電壓就是220V單相交流電壓；在很多民用場合，客戶不需要380V的三相電壓，只需要220V的單相交流電壓，這時(shí)可以采用方案一中的電路，直接輸出220V電壓。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述永磁交流發(fā)電機(jī)為輸出400Hz的中頻永磁交流發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)速為1000?3000rpm。由于中頻永磁發(fā)電機(jī)在發(fā)電過程中利用永磁材料代替原有的勵(lì)磁線圈，也即不需額外的勵(lì)磁電流和勵(lì)磁功率，故發(fā)電效率較傳統(tǒng)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)提高5%?10%。更進(jìn)一步，中頻永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電頻率通常在400Hz左右，比傳統(tǒng)工頻交流勵(lì)磁電機(jī)的50Hz增大較多，由于發(fā)電機(jī)工作在較高的頻率，其切割磁力線的磁通變化率較高，即其發(fā)電時(shí)的功率密度較大。因此其在輸出相同功率的電能時(shí)，體積、重量較傳統(tǒng)勵(lì)磁電機(jī)降低50%以上。這也降低了發(fā)電機(jī)的成本，提高了發(fā)電效率，具有效率高、體積小、重量輕、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0017]圖3示出了本實(shí)用新型一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述永磁交流發(fā)電機(jī)包括端蓋安裝盤1、電機(jī)轉(zhuǎn)子總成3、端蓋4、前級(jí)整流穩(wěn)壓器5、后罩6、電機(jī)定子總成7和整流穩(wěn)壓器8，所述端蓋安裝盤I內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)子安裝盤2，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子總成3通過轉(zhuǎn)子安裝盤2安裝在蓋安裝盤I和端蓋4形成的空間內(nèi)，所述前級(jí)整流穩(wěn)壓器5和整流穩(wěn)壓器8安裝在端蓋4背面并又后罩6蓋合。
[0018]本實(shí)用新型中的逆變器首先將輸入的交流電壓整流為直流，然后再升壓、逆變?yōu)楣ゎl交流電壓，即其可輸入近乎任意頻率的交流電壓。故水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，及其所引起發(fā)電機(jī)輸出電壓的幅值、頻率變化，不會(huì)引起逆變器輸出電壓的任何變化。最終，發(fā)電系統(tǒng)將始終輸出穩(wěn)定的工頻電壓。由于逆變器工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，在負(fù)載突變時(shí)其輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)較快，輸出電壓的失真度較低。因此相比傳統(tǒng)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)而言，逆變器的輸出電能質(zhì)量有很大提高。另外，由于逆變器并聯(lián)技術(shù)成熟、可靠，在需要更大功率輸出時(shí)，可將多臺(tái)車輛的逆變器并聯(lián)，構(gòu)建小型電網(wǎng)輸出。
[0019]通過逆變器輸出的交流電壓，不隨水輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化而波動(dòng)，電壓精度高，瞬態(tài)響應(yīng)好，輸出電能質(zhì)量高，系統(tǒng)效率高、可靠性強(qiáng)。滿足廣大農(nóng)業(yè)用電和國家軍標(biāo)2級(jí)、3級(jí)電源的要求，可為邊境、高寒、山區(qū)多水地區(qū)提供零排放，綠色環(huán)保的高質(zhì)量能源。
[0020]逆變器特性參數(shù)表
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，包括輪機(jī)和永磁交流發(fā)電機(jī)，其特征在于:在所述永磁交流發(fā)電機(jī)和交流負(fù)載之間連接有逆變器，所述逆變器內(nèi)依次設(shè)有三相整流電路、升壓電路和逆變電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述逆變電路為輸出220V交流電壓單相逆變電路或輸出380V交流電壓三相逆變電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述永磁交流發(fā)電機(jī)為輸出400Hz的中頻永磁交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速為1000?3000rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種微型小水電發(fā)電系統(tǒng),其特征在于:所述永磁交流發(fā)電機(jī)包括端蓋安裝盤(I)、電機(jī)轉(zhuǎn)子總成(3)、端蓋(4)、前級(jí)整流穩(wěn)壓器(5)、后罩(6 )、電機(jī)定子總成(7 )和整流穩(wěn)壓器(8 )，所述端蓋安裝盤(I)內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)子安裝盤(2 )，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子總成(3)通過轉(zhuǎn)子安裝盤(2)安裝在蓋安裝盤(I)和端蓋(4)形成的空間內(nèi)，所述前級(jí)整流穩(wěn)壓器(5)和整流穩(wěn)壓器(8)安裝在端蓋(4)背面并又后罩(6)蓋合。
【文檔編號(hào)】H02P9/00GK203722529SQ201320817942
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】沈忠亭 申請人:成都乾威科技有限公司