[發明專利]河道水流自由式發電裝置

無效

• 申請號: 200810203449.2
• 申請日: 2008-11-27
• 公開（公告）號: CN101413472A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 張秀彬;趙興勇;焦東升;錢斐斐;李國芳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;H02P9/00;H02J3/38
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種河道水流自由式發電裝置，其特征在于，包括：螺旋槳水輪發電機組、電機輸出連接器、逆變器、逆變輸出連接器、輔助電路模塊、阻尼負載、電力參數傳感模塊，螺旋槳水輪發電機組的輸出接口與電機輸出連接器的輸入端口連接，電機輸出連接器的輸出端口與逆變器的輸入接口連接，逆變器的輸出接口與逆變器輸出連接器的輸入端口連接，逆變器輸出連接器的輸出端口與電網連接，逆變器的控制輸入接口與電力參數傳感模塊輸出接口連接；螺旋槳水輪發電機組的輸出接口同時與阻尼負載輸入接口連接；輔助電路模塊的第一輸出接口與電機輸出連接器的控制信號輸入端口連接，輔助電路模塊的第二輸出接口與逆變器輸出連接器的控制信號輸入端口連接，輔助電路模塊的第三輸出接口與阻尼負載的控制信號輸入接口連接，輔助電路模塊的輸入接口與電力參數傳感模塊輸出接口連接，電力參數傳感模塊的輸入接口與電網連接；

所述螺旋槳水輪發電機組，包括：螺旋槳水輪機、水輪發電機、發電機固定支架和圓柱形外殼，其中：螺旋槳水輪機的轉動主軸與水輪發電機的轉動主軸相連接，螺旋槳水輪機和水輪發電機通過發電機固定支架安裝于圓柱形外殼內，螺旋槳水輪機處于圓柱形外殼內的前部，水輪發電機處于圓柱形外殼的后部；

所述螺旋槳水輪機，包括：主螺旋槳、前置螺旋槳、轉動主軸，其中，前置螺旋槳的槳軸內設有一個凸環，轉動主軸的前端設有一個凹環，前置螺旋槳通過凸環與轉動主軸的凹環相嚙合，前置螺旋槳能夠在轉動主軸的一端自由旋轉，前置螺旋槳之后設有主螺旋槳，主螺旋槳與轉動主軸緊固連接、構成一體，當主螺旋槳受到水流推力作用而產生轉動時，帶動同轉動主軸轉動。

2.根據權利要求1所述的河道水流自由式發電裝置，其特征是，所述電機輸出連接器，是指螺旋槳水輪發電機組輸出電能與逆變器的連接開關器，由三個電力電子開關器件構成三相通道，利用電力電子開關器件的軟開關特性實現三相電能流通過程的零電壓開通與零電流關斷的功能；逆變器輸出連接器作為逆變器與電網的連接開關器，其內部結構與電機輸出連接器相同。

3.根據權利要求1所述的河道水流自由式發電裝置，其特征是，所述逆變器，包括：逆變器輸入接口、三相整流橋、輸入濾波器、三相逆變橋、輸出濾波器、控制模塊、驅動隔離模塊、逆變器輸出接口，其中：逆變器輸入接口的輸出端口與三相整流橋的輸入端口連接，三相整流橋的輸出端口與輸入濾波器的輸入端口連接，輸入濾波器的輸出端口與三相逆變橋的輸入端口連接，三相逆變橋的輸出端口與輸出濾波器的輸入端口連接，輸出濾波器的輸出端口與逆變器輸出接口的輸入端口連接；三相逆變橋的控制信號輸入端口與驅動隔離模塊的輸出端口連接，驅動隔離模塊的輸入端口與控制模塊的輸出端口連接，控制模塊的輸入端口即逆變器的控制輸入接口與電力參數傳感模塊的輸出接口連接。

4.根據權利要求3所述的河道水流自由式發電裝置，其特征是，所述控制模塊，包括：逆變控制模數轉換器和SPWM生成器，逆變控制模數轉換器的輸入端口即控制模塊的輸入接口，與電力參數傳感模塊的輸出端口連接，逆變控制模數轉換器的輸入端口具有6個模擬信號輸入通道，用于分別接受來自三相的電壓和電流傳感器的電氣參數信號，逆變控制模數轉換器包含6個A/D子模塊，分別6路輸入信號進行模數轉換，逆變控制模數轉換器的輸出端口與SPWM生成器的輸入端口連接，SPWM生成器的輸出端口即控制模塊的輸出端口，SPWM生成器負責生成SPWM信號，SPWM信號即正弦波脈沖調制信號。

5.根據權利要求1所述的河道水流自由式發電裝置，其特征是，所述阻尼負載，包括：三個雙向晶閘管和三個水電阻，每一個雙向晶閘管和一個水電阻構成一個單相阻尼負載，三個雙向晶閘管和三個水電阻分別構成三個單相阻尼負載，三個雙向晶閘管的三個輸入端頭作為阻尼負載的輸入接口，三個雙向晶閘管的輸出端頭分別與三個水電阻的輸入端頭連接，三個雙向晶閘管的控制信號輸入端頭作為阻尼負載的三個控制信號輸入接口。