一种海水变频发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发电机，具体是一种海水变频发电系统。
【背景技术】
[0002]随着人类社会进入21世纪和经济的飞速发展，世界各国都面临着人口、资源、环境的重大压力。潮流能作为一种新能源越来越受到全世界的关注，潮流能发电技术虽然已有30多年的历程，但由于高成本低效率、妨碍海上交通、海洋环境恶劣、设备安装固定困难等原因，潮流能发电技术发展缓慢。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种体积小、功能强、稳定可性和可靠性高的海水变频发电系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]—种海水变频发电系统，包括单片机、发电机、电压电流检测电路和超速报警电路，所述单片机分别连接电压电流检测电路、PC机、超速报警电路、发电机、变速器、刹车装置、扭矩传感器、变频控制器和负载控制电路，变频控制器还通过电机连接水轮机，水轮机还通过变速器连接发电机，发电机还分别连接刹车装置、扭矩传感器和整流滤波电路，整流滤波电路还分别连接电压电流检测电路和负载控制电路，负载控制电路还连接负载。
[0006]所述负载控制电路包括MOS管Ql、电阻Rl、电容Cl和二极管Dl，电阻Rl —端分别连接电容Cl和二极管Dl负极，电阻Rl另一端分别连接电容Cl另一端、MOS管Ql的D极和负载，所述二极管Dl正极分别连接电阻R2、电阻R3、三极管Q2集电极、三极管Q4发射极和电阻R7并接地，电阻R2另一端连接MOS管Ql的S极，MOS管Ql的G极分别连接电阻R3另一端和电阻R4，电阻R4另一端分别连接三极管Q2发射极和三极管Q3发射极，三极管Q3基极分别连接三极管Q2基极和电阻R5，电阻R5另一端分别连接电阻R6和三极管Q4集电极，电阻R6另一端分别连接三极管Q3集电极和电源VCC，三极管Q4基极分别连接电阻R7另一端和电阻R8，电阻R8另一端连接单片机。
[0007]作为本实用新型进一步的方案:所述超速报警电路为声光报警电路。
[0008]作为本实用新型进一步的方案:所述单片机采用AVR系列单片机。
[0009]作为本实用新型再进一步的方案:所述电源VCC电压为15V。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型通过对潮流能发电中的变频控制和负载控制电路等方面的研究，采用AVR单片机为核心控制器，结合相应的外围电路和芯片设计了一种小型海水变频发电系统，本系统具有体积小、功能强、稳定可性和可靠性高、安装维护简单等优点，实现了控制系统的优化运行，适合推广使用。
[0011]【附图说明】:
[0012]图1为一种海水变频发电系统的结构框图；
[0013]图2为一种海水变频发电系统中负载控制电路的电路图。
[0014]【具体实施方式】:
[0015]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]请参阅图1~2，本实用新型实施例中，一种海水变频发电系统，包括单片机、发电机、电压电流检测电路和超速报警电路，单片机分别连接电压电流检测电路、PC机、超速报警电路、发电机、变速器、刹车装置、扭矩传感器、变频控制器和负载控制电路，变频控制器还通过电机连接水轮机，水轮机还通过变速器连接发电机，发电机还分别连接刹车装置、扭矩传感器和整流滤波电路，整流滤波电路还分别连接电压电流检测电路和负载控制电路，负载控制电路还连接负载。
[0017]负载控制电路包括MOS管Q1、电阻R1、电容Cl和二极管D1，电阻Rl —端分别连接电容Cl和二极管Dl负极，电阻Rl另一端分别连接电容Cl另一端、MOS管Ql的D极和负载，二极管Dl正极分别连接电阻R2、电阻R3、三极管Q2集电极、三极管Q4发射极和电阻R7并接地，电阻R2另一端连接MOS管Ql的S极，MOS管Ql的G极分别连接电阻R3另一端和电阻R4，电阻R4另一端分别连接三极管Q2发射极和三极管Q3发射极，三极管Q3基极分别连接三极管Q2基极和电阻R5，电阻R5另一端分别连接电阻R6和三极管Q4集电极，电阻R6另一端分别连接三极管Q3集电极和电源VCC，三极管Q4基极分别连接电阻R7另一端和电阻R8，电阻R8另一端连接单片机。
[0018]超速报警电路为声光报警电路。
[0019]单片机采用AVR系列单片机。
[0020]电源VCC电压为15V。
[0021]本系统具备以下控制功能:1.水轮机叶片换向与自动变桨距，根据海洋潮流自身往复运动的特点，本系统可调整叶片旋转180°适应海流的往复运动，保证水轮机转向不便，当海流流向不发生变化时，根据实际海流流速和发电机输出功率，自动调整水轮机叶片旋转适当的角度，使水轮机捕获最大效能；2.能耗负载控制，对发电机采取各种保护措施，当发电机转速远高于额定转速时，能紧急刹车制动或切入能耗负载自动降低发电机转速，并由超速报警电路发出声光报警信号；3.实现变速变频控制，在海流流速不稳定的情况下，保证系统功率的稳定输出。
[0022]系统通过检测扭矩转速传感器信号获取发电机转速，通过电压电流检测模块获取发电机输出电压，当流速过快而引起发电机转速和输出电压过高时，既可以切入能耗负载进行制动，迫使发电机降速，又可以通过自动变桨距控制系统，调整水轮机叶片和海流流向的角度，降低发电机的转速，从而保证发电机工作在额定电压和额定转速状态，最大限度获取效能。
[0023]负载的切入利用PffM控制方式，类似于ABS系统的点刹车方式来对发电机进行制动控制，从而保证制动的平稳性和安全性。
[0024]对于负载控制电路由于负载的功率较大，所以选用最大工作电流为38A的IRFP264型功率MOS管Q1，由单片机控制负载的切入和断开。同时，采用由2个三极管构成的图腾柱式推挽电路对功率管进行驱动，可以提高负载通、断的响应速度；当MOS管Ql导通后，电容Cl与电阻Rl构成的回路可吸收MOS管Ql导通时产生的尖峰脉冲，并释放储存在电容Cl上的电荷。当MOS管Ql关断时，需迅速释放自身等效电容上存储的电荷，通过二极管Dl可形成由大地、MOS管Ql的S极、电阻Rl和MOS管Ql的D极组成的回路，达到快速放电，为下一次开通作准备。
【主权项】
1.一种海水变频发电系统，包括单片机、发电机、电压电流检测电路和超速报警电路，其特征在于，所述单片机分别连接电压电流检测电路、PC机、超速报警电路、发电机、变速器、刹车装置、扭矩传感器、变频控制器和负载控制电路，变频控制器还通过电机连接水轮机，水轮机还通过变速器连接发电机，发电机还分别连接刹车装置、扭矩传感器和整流滤波电路，整流滤波电路还分别连接电压电流检测电路和负载控制电路，负载控制电路还连接负载； 所述负载控制电路包括MOS管Ql、电阻R1、电容Cl和二极管Dl，电阻Rl —端分别连接电容Cl和二极管Dl负极，电阻Rl另一端分别连接电容Cl另一端、MOS管Ql的D极和负载，所述二极管Dl正极分别连接电阻R2、电阻R3、三极管Q2集电极、三极管Q4发射极和电阻R7并接地，电阻R2另一端连接MOS管Ql的S极，MOS管Ql的G极分别连接电阻R3另一端和电阻R4，电阻R4另一端分别连接三极管Q2发射极和三极管Q3发射极，三极管Q3基极分别连接三极管Q2基极和电阻R5，电阻R5另一端分别连接电阻R6和三极管Q4集电极，电阻R6另一端分别连接三极管Q3集电极和电源VCC，三极管Q4基极分别连接电阻R7另一端和电阻R8，电阻R8另一端连接单片机。2.根据权利要求1所述的海水变频发电系统，其特征在于，所述超速报警电路为声光报警电路。3.根据权利要求1所述的海水变频发电系统，其特征在于，所述单片机采用AVR系列单片机。4.根据权利要求1所述的海水变频发电系统，其特征在于，所述电源VCC电压为15V。
【专利摘要】本实用新型公开了一种海水变频发电系统及其负载控制电路，包括单片机、发电机、电压电流检测电路和超速报警电路。本实用新型通过对潮流能发电中的变频控制和负载控制电路等方面的研究，采用AVR单片机为核心控制器，结合相应的外围电路和芯片设计了一种小型海水变频发电系统及其负载控制电路，本系统具有体积小、功能强、稳定可性和可靠性高、安装维护简单等优点，实现了控制系统的优化运行，适合推广使用。
【IPC分类】F03B15/00
【公开号】CN204755175
【申请号】CN201420834129
【发明人】刘尚爱, 潘亚武, 张运器
【申请人】惠州市奇异果新能源科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年12月25日