一種海水變頻發電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種發電機，具體是一種海水變頻發電系統。
【背景技術】
[0002]隨著人類社會進入21世紀和經濟的飛速發展，世界各國都面臨著人口、資源、環境的重大壓力。潮流能作為一種新能源越來越受到全世界的關注，潮流能發電技術雖然已有30多年的歷程，但由于高成本低效率、妨礙海上交通、海洋環境惡劣、設備安裝固定困難等原因，潮流能發電技術發展緩慢。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種體積小、功能強、穩定可性和可靠性高的海水變頻發電系統，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]—種海水變頻發電系統，包括單片機、發電機、電壓電流檢測電路和超速報警電路，所述單片機分別連接電壓電流檢測電路、PC機、超速報警電路、發電機、變速器、剎車裝置、扭矩傳感器、變頻控制器和負載控制電路，變頻控制器還通過電機連接水輪機，水輪機還通過變速器連接發電機，發電機還分別連接剎車裝置、扭矩傳感器和整流濾波電路，整流濾波電路還分別連接電壓電流檢測電路和負載控制電路，負載控制電路還連接負載。
[0006]所述負載控制電路包括MOS管Ql、電阻Rl、電容Cl和二極管Dl，電阻Rl —端分別連接電容Cl和二極管Dl負極，電阻Rl另一端分別連接電容Cl另一端、MOS管Ql的D極和負載，所述二極管Dl正極分別連接電阻R2、電阻R3、三極管Q2集電極、三極管Q4發射極和電阻R7并接地，電阻R2另一端連接MOS管Ql的S極，MOS管Ql的G極分別連接電阻R3另一端和電阻R4，電阻R4另一端分別連接三極管Q2發射極和三極管Q3發射極，三極管Q3基極分別連接三極管Q2基極和電阻R5，電阻R5另一端分別連接電阻R6和三極管Q4集電極，電阻R6另一端分別連接三極管Q3集電極和電源VCC，三極管Q4基極分別連接電阻R7另一端和電阻R8，電阻R8另一端連接單片機。
[0007]作為本實用新型進一步的方案:所述超速報警電路為聲光報警電路。
[0008]作為本實用新型進一步的方案:所述單片機采用AVR系列單片機。
[0009]作為本實用新型再進一步的方案:所述電源VCC電壓為15V。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型通過對潮流能發電中的變頻控制和負載控制電路等方面的研究，采用AVR單片機為核心控制器，結合相應的外圍電路和芯片設計了一種小型海水變頻發電系統，本系統具有體積小、功能強、穩定可性和可靠性高、安裝維護簡單等優點，實現了控制系統的優化運行，適合推廣使用。
[0011]【附圖說明】:
[0012]圖1為一種海水變頻發電系統的結構框圖；
[0013]圖2為一種海水變頻發電系統中負載控制電路的電路圖。
[0014]【具體實施方式】:
[0015]下面將結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方案進行清楚、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。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創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的范圍。
[0016]請參閱圖1~2，本實用新型實施例中，一種海水變頻發電系統，包括單片機、發電機、電壓電流檢測電路和超速報警電路，單片機分別連接電壓電流檢測電路、PC機、超速報警電路、發電機、變速器、剎車裝置、扭矩傳感器、變頻控制器和負載控制電路，變頻控制器還通過電機連接水輪機，水輪機還通過變速器連接發電機，發電機還分別連接剎車裝置、扭矩傳感器和整流濾波電路，整流濾波電路還分別連接電壓電流檢測電路和負載控制電路，負載控制電路還連接負載。
[0017]負載控制電路包括MOS管Q1、電阻R1、電容Cl和二極管D1，電阻Rl —端分別連接電容Cl和二極管Dl負極，電阻Rl另一端分別連接電容Cl另一端、MOS管Ql的D極和負載，二極管Dl正極分別連接電阻R2、電阻R3、三極管Q2集電極、三極管Q4發射極和電阻R7并接地，電阻R2另一端連接MOS管Ql的S極，MOS管Ql的G極分別連接電阻R3另一端和電阻R4，電阻R4另一端分別連接三極管Q2發射極和三極管Q3發射極，三極管Q3基極分別連接三極管Q2基極和電阻R5，電阻R5另一端分別連接電阻R6和三極管Q4集電極，電阻R6另一端分別連接三極管Q3集電極和電源VCC，三極管Q4基極分別連接電阻R7另一端和電阻R8，電阻R8另一端連接單片機。
[0018]超速報警電路為聲光報警電路。
[0019]單片機采用AVR系列單片機。
[0020]電源VCC電壓為15V。
[0021]本系統具備以下控制功能:1.水輪機葉片換向與自動變槳距，根據海洋潮流自身往復運動的特點，本系統可調整葉片旋轉180°適應海流的往復運動，保證水輪機轉向不便，當海流流向不發生變化時，根據實際海流流速和發電機輸出功率，自動調整水輪機葉片旋轉適當的角度，使水輪機捕獲最大效能；2.能耗負載控制，對發電機采取各種保護措施，當發電機轉速遠高于額定轉速時，能緊急剎車制動或切入能耗負載自動降低發電機轉速，并由超速報警電路發出聲光報警信號；3.實現變速變頻控制，在海流流速不穩定的情況下，保證系統功率的穩定輸出。
[0022]系統通過檢測扭矩轉速傳感器信號獲取發電機轉速，通過電壓電流檢測模塊獲取發電機輸出電壓，當流速過快而引起發電機轉速和輸出電壓過高時，既可以切入能耗負載進行制動，迫使發電機降速，又可以通過自動變槳距控制系統，調整水輪機葉片和海流流向的角度，降低發電機的轉速，從而保證發電機工作在額定電壓和額定轉速狀態，最大限度獲取效能。
[0023]負載的切入利用PffM控制方式，類似于ABS系統的點剎車方式來對發電機進行制動控制，從而保證制動的平穩性和安全性。
[0024]對于負載控制電路由于負載的功率較大，所以選用最大工作電流為38A的IRFP264型功率MOS管Q1，由單片機控制負載的切入和斷開。同時，采用由2個三極管構成的圖騰柱式推挽電路對功率管進行驅動，可以提高負載通、斷的響應速度；當MOS管Ql導通后，電容Cl與電阻Rl構成的回路可吸收MOS管Ql導通時產生的尖峰脈沖，并釋放儲存在電容Cl上的電荷。當MOS管Ql關斷時，需迅速釋放自身等效電容上存儲的電荷，通過二極管Dl可形成由大地、MOS管Ql的S極、電阻Rl和MOS管Ql的D極組成的回路，達到快速放電，為下一次開通作準備。
【主權項】
1.一種海水變頻發電系統，包括單片機、發電機、電壓電流檢測電路和超速報警電路，其特征在于，所述單片機分別連接電壓電流檢測電路、PC機、超速報警電路、發電機、變速器、剎車裝置、扭矩傳感器、變頻控制器和負載控制電路，變頻控制器還通過電機連接水輪機，水輪機還通過變速器連接發電機，發電機還分別連接剎車裝置、扭矩傳感器和整流濾波電路，整流濾波電路還分別連接電壓電流檢測電路和負載控制電路，負載控制電路還連接負載； 所述負載控制電路包括MOS管Ql、電阻R1、電容Cl和二極管Dl，電阻Rl —端分別連接電容Cl和二極管Dl負極，電阻Rl另一端分別連接電容Cl另一端、MOS管Ql的D極和負載，所述二極管Dl正極分別連接電阻R2、電阻R3、三極管Q2集電極、三極管Q4發射極和電阻R7并接地，電阻R2另一端連接MOS管Ql的S極，MOS管Ql的G極分別連接電阻R3另一端和電阻R4，電阻R4另一端分別連接三極管Q2發射極和三極管Q3發射極，三極管Q3基極分別連接三極管Q2基極和電阻R5，電阻R5另一端分別連接電阻R6和三極管Q4集電極，電阻R6另一端分別連接三極管Q3集電極和電源VCC，三極管Q4基極分別連接電阻R7另一端和電阻R8，電阻R8另一端連接單片機。2.根據權利要求1所述的海水變頻發電系統，其特征在于，所述超速報警電路為聲光報警電路。3.根據權利要求1所述的海水變頻發電系統，其特征在于，所述單片機采用AVR系列單片機。4.根據權利要求1所述的海水變頻發電系統，其特征在于，所述電源VCC電壓為15V。
【專利摘要】本實用新型公開了一種海水變頻發電系統及其負載控制電路，包括單片機、發電機、電壓電流檢測電路和超速報警電路。本實用新型通過對潮流能發電中的變頻控制和負載控制電路等方面的研究，采用AVR單片機為核心控制器，結合相應的外圍電路和芯片設計了一種小型海水變頻發電系統及其負載控制電路，本系統具有體積小、功能強、穩定可性和可靠性高、安裝維護簡單等優點，實現了控制系統的優化運行，適合推廣使用。
【IPC分類】F03B15/00
【公開號】CN204755175
【申請號】CN201420834129
【發明人】劉尚愛, 潘亞武, 張運器
【申請人】惠州市奇異果新能源科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2014年12月25日