专利名称：小型水轮发电机组的电子负荷调节器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型水轮发电机组的电子负荷调节器。
背景技术：
利用小型水轮发电机组可将水能资源转换为清洁的能源-电能，供人们生产 和生活使用，这对发展经济、保护环境及加强国防建设都具有重要的意义。但 是，对于微型水轮发电机组的输出连接的负载会经常变动，导致发电机输出的 电压频率不稳定。
发明内容
为了解决上述的存在发电机输出的电压频率不稳定的技术缺陷，本实用新 型的目的是提供一种小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其可以调整负载， 使输出频率稳定，具有结构简单的特点。
为r实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案
小型水轮发电机组的电子负荷调节器，该装置包括频率调节器、电阻丝、
移相触发器和固态继电器；频率调节器接入发电机组供电线路采集发电机的机
频，接入电网线路采集网频，频率调节器的输出端连接移相触发器，在频率调
节器中将网频和机频进行比较，输出模拟量控制电压给移相触发器；电阻丝与 固态继电器串联后并联在供电线路上，固态继电器与移相触发器相连接，移相 触发器控制固态继电器的导通比，实现电阻丝的功率调节。
作为优选，上述的频率调节器包括依次连接的信号整理电路、信号转换电 路和单片机，信号整理电路将采集的供电线路中的网频和机频分别整理成方波， 两路方波输出给信号转换电路，信号转换电路将两路方波分别转换成中断，中断输出给单片机，单片机内部开定时器，计算两次触发时间间隔，计算当前频 率值，然后根据两次频率的时间差，计算相角，通过D/A输出模拟量控制电压。
作为优选，上述的模拟量控制电压为0 5V。
作为优选，上述的频率调节器具有RS485通讯接口，釆用MODBUS通讯 协议，与上位机进行数据交互。
作为优选，上述的供电线路上通过手动开关另外并列有电阻丝。
本实用新型由于采用了以上的技术方案，既可使微型水轮机的结构简化、 成本下降，同时提高自动化水平、供电可靠性和电能质量，以满足用户多用途 的要求。此外，利用电子负荷调节器的负荷自动调节作用构成负荷调节柜，可 平抑水电机组负荷的波动，极大地改善水电机组在孤网运行时的工作稳定性， 并延长机组的检修周期和工作寿命。
图1为本实用新型的系统框图。 图2为频率调节器的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。
如图1所示的小型水轮发电机组的电子负荷调节器，该装置包括频率调节 器3、电阻丝6、移相触发器4和固态继电器5;频率调节器3接入与水轮机1 和发电机组2的供电线路9采集供发电机组2的机频，接入电网线路采集网频， 网频为50HZ，频率调节器3的输出端连接移相触发器4。如图2所示，频率调 节器3包括依次连接的信号整理电路10、信号转换电路11和单片机12，单片 机12采用选用8 0 5 1系列。信号整理电路10将采集的网频和机频，分别整理成方波，两路^"波输出给信号转换电路n，信号转换电路ll将两路方波分别
转换成中断波，中断波输出给单片机12，单片机12内部开定时器，计算两次触 发时间间隔，计算当前频率值，然后根据两次频率的时间差，计算相角，斩波
调庄，然后通过D/A端口 13输出模拟量控制电压0 5V给移相触发器4。如图 l所示，电阻丝6与固态继电器5串联后并联在供电线路9上，固态继电器5与 移相触发器4相连接，移相触发器4控制固态继电器5的导通比，实现电阻丝6 的功率调节。当然，供电线路9上还可以通过手动开关8另外并列有电阻炉6。 同时，频率调节器3具有RS485通讯接口，采用MODBUS通讯协议，与上位 机7进行数据交互，实现数据显示和数据通讯。
经过长期实验室实验后，本实用新型于2008年试运用于金华西湖箱式水电 站。电站设计水头425米，额定流量0.11m3/s，机组装机容量是320kW。鉴于 箱式整装小水电站具备并网、孤立2种运行模式，当电站在孤立运行状态下， 利用电子负荷调节装置对机组部分出力进行调节；在并网运行时，利用电子负 荷调节装置可完成快速并网。实际使用效果良好。
权利要求1.小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其特征在于该装置包括频率调节器(3)、移相触发器(4)、固态继电器(5)和电阻丝(6)；频率调节器(3)接入发电机组(2)供电线路(9)采集发电机中的机频，频率调节器(3)接入电网线路采集网频，频率调节器(3)的输出端连接移相触发器(4)，在频率调节器(3)中将网频和机频进行比较，输出模拟量控制电压给移相触发器(4)；电阻丝与固态继电器(5)串联后并联在供电线路(9)上，固态继电器(5)与移相触发器(4)相连接，移相触发器(4)控制固态继电器(5)的导通比，实现电阻丝(6)的功率调节。
2. 根据权利要求l所述的小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其特征在于 频率调节器(3)包括依次连接的信号整理电路(10)、信号转换电路(11) 和单片机(12)，信号整理电路(10)将采集的供电线路(9)中的网频和机 频分别整理成方波，两路方波输出给信号转换电路(ll)，信号转换电路(ll) 将两路方波分别转换成中断，中断输出给单片机(12),单片机(12)内部 幵定时器，计算两次触发时间间隔，计算当前频率值，然后根据两次频率的 时间差，计算相角，通过D/A端口 (13)输出模拟量控制电压。
3. 根据权利要求1或2所述的小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其特征在 于模拟量控制电压为0 5V。
4. 根据权利要求1或2所述的小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其特征在 于频率调节器(3)具有RS485通讯接口，采用MODBUS通讯协议，与 上位机(7)进行数据交互。
5. 根据权利要求1或2所述的小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其特征在 于在供电线路(9)上通过手动开关(8)另外并列有电阻丝(6)。
专利摘要本实用新型涉及一种小型水轮发电机组的电子负荷调节器。小型水轮发电机组的电子负荷调节器，该装置包括频率调节器、电阻丝、移相触发器和固态继电器；频率调节器接入发电机组供电线路采集发电机的机频，接入电网线路采集网频，频率调节器的输出端连接移相触发器，在频率调节器中将网频和机频进行比较，输出模拟量控制电压给移相触发器；电阻丝与固态继电器串联后并联在供电线路上，固态继电器与移相触发器相连接，移相触发器控制固态继电器的导通比，实现电阻丝的功率调节。本实用新型既可使微型水轮机的结构简化、成本下降，同时提高自动化水平、供电可靠性和电能质量，以满足用户多用途的要求。
文档编号H03C3/00GK201369703SQ20092011251
公开日2009年12月23日 申请日期2009年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者巍 张, 伟 徐, 徐国君, 徐锦才, 嵘 曾, 楼宏平, 杰 熊, 王晓罡, 胡长硕, 董大富, 金华频 申请人:杭州思绿能源科技有限公司;水利部农村电气化研究所