基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微水发电机技术领域，具体涉及一种基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器。
【背景技术】
[0002]微水电是微型水力发电的简称，是利用电力负荷附近的微小水能资源发电的水力发电系统。微水电一般离网独立运行，无需变压，直接向用户供电。微型水力发电是一种经济性好、安装使用方便、不造成自然生态改变的小型可再生能源。
[0003]我国地域辽阔，在边远山区和少数民族地区，虽然有丰富的小溪流，但至今仍有7个无电县、766个无电乡，2.6万个行政村的880万户和3000万人口仍没有用上电；而东南亚和非洲大陆有小溪而无电地区的区域更多。这些地区的人口居住分散，发展常规电网投资巨大。微水电作为可再生能源，既能提供农村电力、又保护生态环境。因此，我国《可再生能源发展“十一五”规划》指出，将加大政策扶持及激励措施促进可再生能源的发展。农村能源开发利用在有条件情况下，优先考虑开发清洁、技术成熟、经济性好的水能资源。
[0004]一些发达国家，如美国、英国、加拿大、日本等，依靠其良好的工业基础，生产的微水电在可靠性和发电机、水轮机效率、使用寿命等与国内微水电相比有较大的优势，但价格较高。奥地利研制了微型活动水电站，俄罗斯设计了可自行调节的微型水电站机组，法国投产了虹吸管式微水电发电装置，挪威生产了箱式微水电发电机组，英国推出了组合式微型水电站，美国生产了配有简易控制装置的微型整装机组，日本、瑞士等国家都在产品的使用可靠性和自动化控制技术方面也有了很大的突破。
[0005]国内微水电在控制技术、产品的多样化、特别是产品价格等方面我国还占有一定的优势。广西壮族自治区、江西省、云南省、台湾省、四川省44804座，占全国水电总发电量的31%。长期以来，微水电的设计方法以及水轮机组都直接由小水电的成熟的办法缩小比例套用而来。但实际上，由于显著的比尺效应，这种简单的处理会使得水能利用效率极低，系统效率和开发利用率长期处于较低水平。系统效率往往只能达到40%左右，所集中的水能资源又被白白浪费。目前开发的微水电及控制器一体机及箱型一体机，比普通微型水轮发电机组造价降低30%?50%，效率提高50%左右，便于运输、安装。国内关于小水电的相关研究也较多，技术也相对成熟，微水电设备价格偏低，利润很薄，生产厂家对技术改造投入过少。
[0006]目前，微水电机组分为户用型和村用型两种，多使用永磁同步发电机，具有结构简单、运行可靠、效率高、少维护等特点。但永磁电机端电压随着负载变大而降低的缺点，严重影响了其它用电器的正常工作。因此，永磁电机端电压调节意义重大。但当前运行的永磁励磁微水电存在一些实际问题:用永磁励磁时效率高，但不便于进行输出电压调整，只能使用假负载稳压稳频，当真负载接入电路后，部分假负载即脱离电路，使电压和转速基本不变化。当假负载接入后，有用功率变小，会造成水力电力的极大浪费。【实用新型内容】
[0007]针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:提供了一种结构简单、操作容易、性能可靠的基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器，用于与发电机的输出绕组相连，所述发电机的输出绕组包括第一至第五输出绕组，所述基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器包括:
[0009]第一至第四开关单元，其中每一开关单元均包括两个双向晶闸管，所述第一至第四开关单元分别与第一至第四输出绕组相连，所述第一开关单元的一端与第五输出绕组的一端还作为电压输出母线；
[0010]信息流总线及控制总线；以及
[0011]驱动控制单元，通过信息流总线及控制总线与第一至第四开关单元相连，所述驱动控制单元还直接与第五输出绕组相连；所述驱动控制单元通过信息流总线采集电压输出母线及第一至第四开关单元的出口电压，并进行运算比较，以根据运算结果对第一至第四开关单元的通断进行控制来实现输出电压的调节。
[0012]进一步的，所述第一开关单元包括第一接入晶闸管及第一短路晶闸管，所述第二开关单元包括第二接入晶闸管及第二短路晶闸管，所述第三开关单元包括第三接入晶闸管和第三短路晶闸管，所述第四开关单元包括第四接入晶闸管及第四短路晶闸管；所述第一接入晶闸管及第一短路晶闸管的第一阳极分别与第一输出绕组两端相连，所述第一至第四接入晶闸管及第一至第四短路晶闸管的第二阳极均与驱动控制单元相连，所有晶闸管的控制极均与驱动控制单元连接，并受驱动控制单元的控制。
[0013]更进一步的，所述第一短路晶闸管的第一阳极还与第二接入晶闸管的第二阳极相连，所述第二短路晶闸管的第一阳极还与第三接入晶闸管的第二阳极相连，所述第三短路晶闸管的第一阳极还与第四接入晶闸管的第二阳极相连，所述第四短路晶闸管的第一阳极还与第五输出绕组的一端相连，所述第五输出绕组的另一端及第一接入晶闸管的第二阳极分别作为电压输出母线。
[0014]更进一步的，所述驱动控制单元包括驱动模块、电源模块、运算模块及数据采集模块，所述第一至第四接入晶闸管及第一至第四短路晶闸管的第二阳极均与数据采集模块相连，所有晶闸管的控制极均与驱动模块连接，并受驱动模块的控制。
[0015]更进一步的，所述数据采集模块还与电压输出母线及运算模块相连，所述运算模块还与驱动模块及电源模块相连，所述电源模块还与第五输出绕组的两端及驱动模块相连。
[0016]更进一步的，所述第一接入晶闸管及第一短路晶闸管工作在相位触发状态，用于对输出电压进行细调；所述第二至第四接入晶闸管及第二至第四短路晶闸管工作在过零触发状态，用于对输出电压进行粗调。
[0017]上述基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器通过采集电压输出母线及第一至第四开关单元的出口电压，经运算和比较，然后通过驱动模块对第一至第四开关单元的通断进行控制，最终实现输出电压的控制，结构简单、操作容易且性能可靠。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1本实用新型基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器的较佳实施方式的方框图。
[0020]元件符号说明:
[0021]基于双向晶闸管的微水永磁发电机交流调压器18 ;输出绕组3 ;第一输出绕组4 ;第二输出绕组5 ;第三输出绕组6 ;第四输出绕组7 ;第五输出绕组8 ;第一开关单兀I ;第二开关单元21 ;第三开关单元22 ;第四开关单元23 ;驱动控制单元11 ;信息流总线15 ;控制总线16 ;第一接入晶闸管Tl ;第二接入晶闸管T3 ;第三接入晶闸管T5 ;第四接入晶闸管T7 ;第一短路晶闸管T2 ;第二短路晶闸管T4 ;第三短路晶闸管T6 ;第四短路晶闸管T8 ;驱动模块(DU) 9 ;电源模块(PW) 10 ;运算模块(CPU) 12 ;数据采集模块(AU) 13 ;电压输出母线14。
【具体实施方式】
[0022]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。
[0023]首先，在对实施例进行描述之前，有必要对本文中出现的一些术语进行解释。例如:
[0024]本文中若出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。
[0025]另外，应当理解的是，当提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
[0026]在本文中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定。除非上下文另外清楚地指出，则单数形式意图也包括复数形式。
[0027]当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。
[0028]关于实施例:
[0029]请参考图1，本实用新型微水发电机交流调压器18与发电机的输出绕组3相连。本实施方式中，所述发电机的输出绕组3包括五个，分别记为第一至第五输出绕组4-8。所述微水发电机交流调压器18的较佳实施方式包括第一至第四开关单元1、21、22、23、驱动控制单元11、信息流总线15及控制总线16。所述第一至第四开关单元1、21、22、23分别与第一至第四输出绕组4、5、6、7相连，所述驱动控制单元11通过信息流总线15及控制总线16与第一至第四开关单元1、21、22、23相连，所述驱