基于pwm控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置制造方法
【專利摘要】基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置，包括直流電機(jī)、齒輪、鏈條、固定安裝板、行程開關(guān)、齒輪盤、PWM控制電路；所述固定安裝板固定安裝在所述水輪機(jī)的手動手輪上；所述齒輪盤固定在所述水輪機(jī)的手動手輪螺桿上；所述齒輪固定安裝在所述固定安裝板上；所述鏈條繞于所述齒輪盤和所述齒輪的外圍；所述直流電機(jī)和所述行程開關(guān)分別安裝在固定安裝板上；所述行程開關(guān)具有一小齒輪與所述鏈條相咬合。PWM控制電路連接直流電機(jī)，用于控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。本實用新型體積小、能耗小、安裝方便、控制精度高、穩(wěn)定性好、安全性強(qiáng)。
【專利說明】基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001 ] 本實用新型涉及中小型水電站的水輪機(jī)調(diào)速裝置，具體涉及一種基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前市場上中小型水電站的水輪機(jī)調(diào)速控制一般為手動手輪控制、交流電機(jī)控制、微機(jī)調(diào)速器控制。這些控制方式的缺點是:
[0003]1、在中小型水電站中，有不少機(jī)組都沒有裝設(shè)調(diào)速器，只能通過手動手輪來調(diào)節(jié)開關(guān)水導(dǎo)葉，當(dāng)發(fā)電機(jī)開關(guān)事故引起跳閘時，尤其是在2臺至3臺機(jī)組同時跳閘甩負(fù)荷的緊急情況下，工作人員往往會手忙腳亂地關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)葉(噴針)。如工作疏忽，導(dǎo)葉不能及時關(guān)閉，機(jī)組有可能產(chǎn)生飛車，造成嚴(yán)重后果。
[0004]2、交流電機(jī)控制是在原有的手動調(diào)節(jié)手輪上，加上一個交流控制電機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)失電時，機(jī)組甩負(fù)荷，控制電機(jī)的電源消失或維持很短的時間，并不能把導(dǎo)葉關(guān)至全關(guān)狀態(tài)，而且交流電機(jī)控制調(diào)節(jié)精度較差，不易控制。
[0005]3、由于大部分小型水電站均在大電網(wǎng)覆蓋下聯(lián)網(wǎng)運行，不擔(dān)負(fù)電網(wǎng)的調(diào)頻任務(wù)，因此，微機(jī)調(diào)速器在電站的作用大大降低，而且微機(jī)調(diào)速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，運行維護(hù)比較困難，要求電站運行人員和檢修人員有較高的技術(shù)水平。在實際運行中，由于調(diào)速器本身故障、缺陷或運行管理不當(dāng)，會出現(xiàn)運行不穩(wěn)定情況；微機(jī)調(diào)速器對水輪機(jī)控制采用油壓控制方式，也會出現(xiàn)元件容易漏油、油泵起動頻繁、油泵電機(jī)容易損壞等情況。
[0006]綜上所述，需要發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，安全性能高的水電站水輪機(jī)調(diào)速裝置，供中小型水電站使用。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于為了克服現(xiàn)有靠人力、安全性能低、造價高等不足，提供了一種基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置，運用PWM控制提高水輪機(jī)轉(zhuǎn)動精度，運用直流電機(jī)控制提高安全性能。
[0008]本實用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0009]基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置，包括直流電機(jī)、齒輪、鏈條、固定安裝板、行程開關(guān)、齒輪盤、PWM控制電路；
[0010]所述固定安裝板固定安裝在所述水輪機(jī)的手動手輪上；所述齒輪盤固定在所述水輪機(jī)的手動手輪螺桿上；所述齒輪固定安裝在所述固定安裝板上；
[0011]所述鏈條繞于所述齒輪盤和所述齒輪的外圍；
[0012]所述直流電機(jī)和所述行程開關(guān)分別安裝在固定安裝板上；所述行程開關(guān)具有一小齒輪與所述鏈條相咬合。
[0013]所述PWM控制電路連接所述直流電機(jī)，用于控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
[0014]本實用新型的特點在于:1、靈活性高:本實用新型裝置可根據(jù)水電站水輪機(jī)進(jìn)行定制加工，只需對其導(dǎo)葉或噴針按照被測形狀進(jìn)行機(jī)械改造即可；2、可靠性好:本實用新型裝置采用PWM控制，調(diào)節(jié)精度較高，水輪機(jī)擺動小，穩(wěn)定可靠；3、安全性強(qiáng):本實用新型裝置采用直流24V電源控制，在系統(tǒng)失電，發(fā)電機(jī)跳閘甩負(fù)荷時，能緊急關(guān)閉水導(dǎo)葉。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0015]下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0016]圖1是本實用新型裝置主視圖。
[0017]圖2是本實用新型裝置俯視圖。
[0018]圖3是本實用新型裝置側(cè)視圖。
[0019]圖4是本實用新型的PWM控制電路結(jié)構(gòu)圖。
【【具體實施方式】】
[0020]請參閱圖1至圖3所示，基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置，包括直流電機(jī)1、齒輪2、鏈條3、固定安裝板4、行程開關(guān)5、齒輪盤6、PWM控制電路(參見圖4)；
[0021]所述固定安裝板4固定安裝在所述水輪機(jī)的手動手輪100上；所述齒輪盤6固定在所述水輪機(jī)的手動手輪螺桿200上；所述齒輪2固定安裝在所述固定安裝板4上；齒輪2與齒輪盤6安裝固定在同一水平面上。
[0022]所述鏈條3繞于所述齒輪盤6和所述齒輪2的外圍；利用鏈條3帶動齒輪盤6，進(jìn)而讓手動手輪螺桿200旋轉(zhuǎn)，推動噴針或?qū)~的開和關(guān)。
[0023]所述直流電機(jī)I和所述行程開關(guān)5分別安裝在固定安裝板4上；所述行程開關(guān)5具有一小齒輪51與所述鏈條3相咬合。通過調(diào)節(jié)行程開關(guān)5的安裝位置使行程開關(guān)5上的小齒輪51與鏈條3咬合，調(diào)整行程開關(guān)5的限位確定導(dǎo)水葉的行程點。
[0024]如圖4所示，所述PWM控制電路含充電單元、蓄電池、PLC模塊、正反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動模塊。充電單元可以輸出穩(wěn)定的電源電壓為蓄電池充電，蓄電池為PLC模塊及正反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動模塊提供供電電源。PLC模塊發(fā)出脈沖命令控制正反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動模塊進(jìn)而控制直流電機(jī)。
[0025]直流電機(jī)I采用寬輸入電壓范圍(9V?28V)實現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，并且具有較強(qiáng)的過載能力。齒輪2及齒輪盤6采用鋼制材料，根據(jù)現(xiàn)場水輪機(jī)手輪100的尺寸定制加工。固定安裝板4固定在水輪機(jī)手輪100上，螺絲孔均為長孔，方便固定安裝。行程開關(guān)5采用齒輪計數(shù)器式機(jī)構(gòu)，控制精度高，調(diào)整方便。PWM控制電路能夠根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動頻率的反饋精確控制水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，主控回路采用PLC控制，通過發(fā)送PWM脈沖信號控制正反轉(zhuǎn)電機(jī)模塊，進(jìn)而控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
[0026]本實用新型具體工作過程為:當(dāng)水電站需要開機(jī)發(fā)電時，工作人員通過PLC模塊發(fā)出開機(jī)指令，PLC模塊根據(jù)水輪機(jī)的頻率計算PWM占空比，開出命令至正反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動模塊帶動直流電機(jī)I轉(zhuǎn)動，直流電機(jī)I上的齒輪2帶動鏈條3傳動，鏈條3帶動齒輪盤6轉(zhuǎn)動，齒輪6盤轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動螺桿200旋轉(zhuǎn)，然后帶動噴針(導(dǎo)葉)轉(zhuǎn)動，完成順利開機(jī)過程。通過PWM控制該直流電機(jī)，能精確地把發(fā)電機(jī)開至額定轉(zhuǎn)速，而且擺動小。在水電站有事故發(fā)生時(如系統(tǒng)失電)，發(fā)電機(jī)跳閘，本實用新型裝置利用蓄電池的供電帶動直流電機(jī)能安全地把發(fā)電機(jī)關(guān)至安全位置。
【權(quán)利要求】
1.基于PWM控制的水輪機(jī)直流電控調(diào)速裝置，其特征在于:包括直流電機(jī)、齒輪、鏈條、固定安裝板、行程開關(guān)、齒輪盤、PWM控制電路； 所述固定安裝板固定安裝在所述水輪機(jī)的手動手輪上；所述齒輪盤固定在所述水輪機(jī)的手動手輪螺桿上；所述齒輪固定安裝在所述固定安裝板上； 所述鏈條繞于所述齒輪盤和所述齒輪的外圍； 所述直流電機(jī)和所述行程開關(guān)分別安裝在固定安裝板上；所述行程開關(guān)具有一小齒輪與所述鏈條相咬合； 所述PWM控制電路連接所述直流電機(jī)，用于控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
【文檔編號】F03B15/00GK204099119SQ201420524613
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】修金水, 阮文華, 蔣文, 曾麗燕, 林乃裕 申請人:福建億華源能源管理有限公司