CN104467585A

CN104467585A - 一种海水发电系统保护电路

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Publication number: CN104467585A
Application number: CN201410701151.XA
Authority: CN
Inventors: 魏绍宏; 韩荣忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明公开了一种海水发电系统保护电路，包括比较环节、检测桥电路、稳定环节、移相触发环节和低速过电流保护环节，比较环节包括发电机主绕组F、励磁绕组L、整流桥Q2、电阻R10和电容C4，检测桥电路包括电阻R12、电阻R13和二极管D9，稳定环节包括电阻R14、电阻R15和电容C6，移相触发环节包括三极管BT、MOS管BG2和电容C5，低速过电流保护环节包括继电器J1和和可控硅KG1。本发明在励磁调节电路中设计了低速过电流保护环节和恒压保护环节，不仅电路结构简单，造价低，而且能稳定的为发电机提供恒压保护，提升了发电机系统的稳定性和安全性。

Description

一种海水发电系统保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，具体是一种海水发电系统保护电路。

背景技术

因月球引力的变化引起海水潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。现代潮汐能的利用，主要是潮汐能发电。潮汐能发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。潮汐能发电与普通水力发电原理类似，差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐能发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。利用潮汐能发电必须具备两个条件：首先潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二海岸地形必须能储蓄大量海水。由于潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，因此就使得潮汐能发电出现了不同的形式。

随着人们对新能源的探索，海水潮汐发电其稳定性也越来越受到当代人们的重视，于是对海水发电系统保护电路的设计成为人们努力的一个方向，目前对于海水发电系统保护电路的设计有多种实现方式，但是大多稳定性差且电路结构复杂，在实际运用中效果较差，不能很好的提高海水潮汐发电的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定性强且电路结构简单的海水发电系统保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海水发电系统保护电路，包括比较环节、检测桥电路、稳定环节、移相触发环节和低速过电流保护环节，所述比较环节包括发电机主绕组F、励磁绕组L、整流桥Q2、电阻R10和电容C4，所述检测桥电路包括电阻R12、电阻R13和二极管D9，所述稳定环节包括电阻R14、电阻R15和电容C6，所述移相触发环节包括三极管BT、MOS管BG2和电容C5，所述低速过电流保护环节包括继电器J1和和可控硅KG1。

所述发电机主绕组F分别连接输出端A、输出端B、输出端C和输入端D，所述输出端A还分别连接电感L1、电阻R3、二极管D3负极和可控硅KG1的K极，所述输出端A还通过继电器J2连接到输出端C，所述输入端D还分别连接电感L1另一端、二极管D2负极、可控硅KG2的K极和电阻R2，所述电阻R3另一端连接电容C3，所述电阻R2另一端连接电容C2，所述电容C3另一端分别连接可控硅KG1的A极、电容C2另一端、二极管D1负极、电容C1和继电器J1，电容C1另一端连接电阻R1，电阻R1另一端分别连接熔断器FR、二极管D1正极、二极管D2正极、二极管D3正极、继电器J2触点J2-1和继电器J2触点J2-2，所述熔断器FR另一端连接励磁绕组L，励磁绕组L另一端分别连接继电器J1另一端、继电器J2触点J2-3和继电器J2触点J2-4，继电器J2触点J2-4另一端分别连接继电器J2触点J2-3另一端和按键开关K1，按键开关K1另一端连接蓄电池E正极，学电池E负极连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接继电器J2触点J2-1和继电器J2触点J2-2，所述可控硅KG2的G极连接MOS管BG2的D极，所述可控硅KG1的G极连接MOS管BG1的D极，MOS管BG1的S极分别连接变压器T1线圈L7、MOS管BG2的S极、二极管D4负极、二极管D5负极、线圈L2和线圈L3，所述线圈L2另一端连接电阻R4，电阻R4另一端分别连接二极管D4正极和MOS管BG1的G极，所述线圈L3另一端连接电阻R5，电阻R5另一端分别连接二极管D5正极和MOS管BG2的G极，所述可控硅KG2的A极连接变压器T1线圈L7另一端，所述变压器T1线圈L6分别连接二极管D7负极、三极管BT发射极、二极管D6正极、整流桥Q1引脚2、继电器J1触点J1-1和按键开关K2，所述整流桥Q1引脚1通过电感L4连接到整流桥Q1引脚3，所述按键开关K2另一端分别连接继电器J1触点J1-1、三极管BG4集电极、电阻R7、二极管D6负极和电阻R8，电阻R8另一端连接整流桥Q1引脚4，所述电阻R7另一端连接三极管BT集电极，所述三极管BT基极分别连接电阻R9和电容C5，电容C5另一端分别连接二极管D7正极和变压器T1线圈L6另一端，所述电阻R9另一端分别连接三极管BG4发射极、电容C6、电阻R16、电阻R12和二极管D9正极，所述电容C6另一端分别连接三极管BG4基极、电阻R15和电容C7，电容C7另一端分别连接电阻R15另一端、电阻R16另一端和电阻R14，电阻R14另一端分别连接电阻R13和二极管D8负极，二极管D8正极分别连接电阻R12另一端和电阻R11，电阻R11另一端分别连接电阻R10和电容C4，电容C4另一端分别连接电阻R13另一端、二极管D9负极和整流桥Q2引脚2，整流桥Q2引脚1通过电感L5连接到整流桥Q2引脚3，整流桥Q2引脚4连接电阻R10另一端。

作为本发明进一步的方案：所述电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1和电阻R2组成阻容保护电路。

作为本发明进一步的方案：所述按键开关K1、蓄电池E和电阻R6组成充磁和起励环节，当发电机无剩磁时，由蓄电池E充磁。

作为本发明再一步的方案：所述MOS管BG1和MOS管BG2组成脉冲分配环节，MOS管BG1和MOS管BG2的导通由变压器T1控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明海水发电系统电路中设计了低速过电流保护环节和恒压保护环节，不仅电路结构简单，造价低，而且能稳定的为发电机提供恒压保护，提升了海水潮汐发电系统的稳定性和安全性。

附图说明

图1为海水发电系统保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种海水发电系统保护电路，包括比较环节、检测桥电路、稳定环节、移相触发环节和低速过电流保护环节，比较环节包括发电机主绕组F、励磁绕组L、整流桥Q2、电阻R10和电容C4，检测桥电路包括电阻R12、电阻R13和二极管D9，稳定环节包括电阻R14、电阻R15和电容C6，移相触发环节包括三极管BT、MOS管BG2和电容C5，低速过电流保护环节包括继电器J1和和可控硅KG1。

发电机主绕组F分别连接输出端A、输出端B、输出端C和输入端D，输出端A还分别连接电感L1、电阻R3、二极管D3负极和可控硅KG1的K极，输出端A还通过继电器J2连接到输出端C，输入端D还分别连接电感L1另一端、二极管D2负极、可控硅KG2的K极和电阻R2，电阻R3另一端连接电容C3，电阻R2另一端连接电容C2，电容C3另一端分别连接可控硅KG1的A极、电容C2另一端、二极管D1负极、电容C1和继电器J1，电容C1另一端连接电阻R1，电阻R1另一端分别连接熔断器FR、二极管D1正极、二极管D2正极、二极管D3正极、继电器J2触点J2-1和继电器J2触点J2-2，熔断器FR另一端连接励磁绕组L，励磁绕组L另一端分别连接继电器J1另一端、继电器J2触点J2-3和继电器J2触点J2-4，继电器J2触点J2-4另一端分别连接继电器J2触点J2-3另一端和按键开关K1，按键开关K1另一端连接蓄电池E正极，学电池E负极连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接继电器J2触点J2-1和继电器J2触点J2-2，可控硅KG2的G极连接MOS管BG2的D极，可控硅KG1的G极连接MOS管BG1的D极，MOS管BG1的S极分别连接变压器T1线圈L7、MOS管BG2的S极、二极管D4负极、二极管D5负极、线圈L2和线圈L3，线圈L2另一端连接电阻R4，电阻R4另一端分别连接二极管D4正极和MOS管BG1的G极，线圈L3另一端连接电阻R5，电阻R5另一端分别连接二极管D5正极和MOS管BG2的G极，可控硅KG2的A极连接变压器T1线圈L7另一端，变压器T1线圈L6分别连接二极管D7负极、三极管BT发射极、二极管D6正极、整流桥Q1引脚2、继电器J1触点J1-1和按键开关K2，整流桥Q1引脚1通过电感L4连接到整流桥Q1引脚3，按键开关K2另一端分别连接继电器J1触点J1-1、三极管BG4集电极、电阻R7、二极管D6负极和电阻R8，电阻R8另一端连接整流桥Q1引脚4，电阻R7另一端连接三极管BT集电极，三极管BT基极分别连接电阻R9和电容C5，电容C5另一端分别连接二极管D7正极和变压器T1线圈L6另一端，电阻R9另一端分别连接三极管BG4发射极、电容C6、电阻R16、电阻R12和二极管D9正极，电容C6另一端分别连接三极管BG4基极、电阻R15和电容C7，电容C7另一端分别连接电阻R15另一端、电阻R16另一端和电阻R14，电阻R14另一端分别连接电阻R13和二极管D8负极，二极管D8正极分别连接电阻R12另一端和电阻R11，电阻R11另一端分别连接电阻R10和电容C4，电容C4另一端分别连接电阻R13另一端、二极管D9负极和整流桥Q2引脚2，整流桥Q2引脚1通过电感L5连接到整流桥Q2引脚3，整流桥Q2引脚4连接电阻R10另一端。

电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1和电阻R2组成阻容保护电路。

按键开关K1、蓄电池E和电阻R6组成充磁和起励环节，当发电机无剩磁时，由蓄电池E充磁。

MOS管BG1和MOS管BG2组成脉冲分配环节，MOS管BG1和MOS管BG2的导通由变压器T1控制。

本发明的工作原理是：本发明将发电机主绕组F输出的交流电经整流桥Q2、电阻R10和电容C4后变为直流电，通过电阻R11加到由电阻R12、电阻R13、二极管D8和二极管D9组成的对称桥式比较回路，二极管D8和二极管D9作为标准比较电压。

请参阅图1，当电压U1<U2时，二极管D8和二极管D9尚未被击穿，电流很小，因此电阻R2和电阻R3上的电压压降很小；当U1>U2时，二极管D8和二极管D9工作，电阻R2、电阻R3上压降为U1-U2。从检测比较环节输出电压控制三极管BG4对电容C5充电的快慢进行移相，移相后的脉冲经变压器T1加到脉冲分配环节，变压器T1的极性保证三极管BG4承受正向电压时MOS管BG1导通，这样触发脉冲就通过BG1加到可控硅KG1控制极上，使得可控硅KG1在承受反向电压时不送入脉冲。

由于发电机剩磁电压很低，因而控制回路无法工作，这样可控硅KG1就得不到触发脉冲而无法导通，所以必须另加他励环节，负责发电机起励。具体过程如下：按下起励按键开关K1，这时发电机励磁绕组由蓄电池E充磁，这样就有交流电压输出。开始电压较低，其输出电压U1随着发电机电压上升而增加，使三极管BG4等效内阻减少，触发脉冲就前移，可控硅KG1开放角逐渐增加，这样有助于起励。当发电机电压升至一定数值，这时随着发电机电压上升，其输出电压U2反而减少。因而可控硅KG1开放角也减少，一直升到额定电压就稳定工作。继电器J2在发电机电压升至大约90％额定电压时动作，将蓄电池E切断，以免继续充磁使发电机电压过高而损坏可控硅。由于J2触点容量较小，所以利用两对常闭触点J2-1~J2-4串并联使用。

所以当发电机电压偏离额定值时，本发明电路通过上述过程自动调节励磁电流使发电机电压稳定。

Claims

1. 一种海水发电系统保护电路，包括比较环节、检测桥电路、稳定环节、移相触发环节和低速过电流保护环节，其特征在于，所述比较环节包括发电机主绕组F、励磁绕组L、整流桥Q2、电阻R10和电容C4，所述检测桥电路包括电阻R12、电阻R13和二极管D9，所述稳定环节包括电阻R14、电阻R15和电容C6，所述移相触发环节包括三极管BT、MOS管BG2和电容C5，所述低速过电流保护环节包括继电器J1和和可控硅KG1；

2.根据权利要求1所述的海水发电系统保护电路，其特征在于，所述电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1和电阻R2组成阻容保护电路。

3.根据权利要求1所述的海水发电系统保护电路，其特征在于，所述按键开关K1、蓄电池E和电阻R6组成充磁和起励环节，当发电机无剩磁时，由蓄电池E充磁。

4.根据权利要求1所述的海水发电系统保护电路，其特征在于，所述MOS管BG1和MOS管BG2组成脉冲分配环节，MOS管BG1和MOS管BG2的导通由变压器T1控制。