CN105422371A - 低冲击稳流缓冲式水力发电系统 - Google Patents

低冲击稳流缓冲式水力发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了低冲击稳流缓冲式水力发电系统，包括拦水坝体与发电机组，在拦水坝体上设置有一条“S”形的贯穿该拦水坝体前后两侧的过水通道，以及在过水通道中设置的转轮组；该转轮组通过转轴与发电机组相连接，且在发电机组的电力输出端上还依次串接有可调电源电路、稳流电路与缓冲电路。转轮组包括设置在过水通道入口处的锥形入口转轮、出0口处的出口转轮、以及数量至少为一个且设置在过水通道内部的中央转轮。本发明提供一种低冲击稳流缓冲式水力发电系统，不仅能够更好的将水的动能转化为电能，同时还能大大降低水排放时的冲击，更好的降低了下游沿岸在排水发电时所受的威胁。

Description

低冲击稳流缓冲式水力发电系统
技术领域
本发明涉及一种环保清洁能源领域，具体是指一种能够有效利用水力进行发电的低冲击稳流缓冲式水力发电系统。
背景技术
随着科学技术的进步以及人们环保意识的提升，整个社会对于新能源的开发也越来越受到重视。现有技术中，对水力、风力以及太阳能均开发出了相应的发电方式，很好的利用了环保清洁的新能源，降低了传统发电方式对环境的破坏，更好的提升了人们的生活环境，而随着社会的不断进步，还需要不断的突破现有技术，完成对新的新能源进行开发与利用。对于水力发电现在已经有着较为成熟的发电装置，但是现有的水坝在放水发电时释放的水流将有较大的冲击性，并未很好的将水的动能转化为电能，同时还会对下游沿岸造成巨大的威胁。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种低冲击稳流缓冲式水力发电系统，不仅能够更好的将水的动能转化为电能，同时还能大大降低水排放时的冲击，更好的降低了下游沿岸在排水发电时所受的威胁。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
低冲击稳流缓冲式水力发电系统，包括拦水坝体与发电机组，在拦水坝体上设置有一条“S”形的贯穿该拦水坝体前后两侧的过水通道，以及在过水通道中设置的转轮组；该转轮组通过转轴与发电机组相连接，且在发电机组的电力输出端上还依次串接有可调电源电路、稳流电路与缓冲电路。
作为优选，所述转轮组包括设置在过水通道入口处并通过入口转轴与发电机组相连接的锥形入口转轮，设置在过水通道出口处并通过出口转轴与发电机组相连接的出口转轮，以及数量至少为一个且设置在过水通道内部并通过中央转轴与发电机组相连接的中央转轮。
进一步的，上述可调电源电路由二极管整流器U1，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，正极与二极管整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管整流器U1的负输出端相连接的电容C1，正极经电阻R1后与电容C1的正极相连接、负极与电容C1的负极相连接的电容C2，P极与电容C2的正极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D1，P极与电容C2的负极相连接、N极顺次经电容C3与电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端与电阻R2和电容C3的连接点相连接、滑动端与三极管VT3的发射极相连接的滑动变阻器RP1，以及一端与二极管D2的N极相连接、另一端顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT1的发射极相连接、滑动端与三极管VT3的基极相连接的滑动变阻器RP2组成；其中，三极管VT1的集电极同时与电容C1的正极和三极管VT2的集电极相连接，三极管VT1的基极与三极管VT2的发射极相连接，电容C3的负极与二极管D2的N极相连接，三极管VT2的基极与三极管VT3的集电极相连接，二极管整流器U1的两个输入端组成电路的输入端且与发电机组的电力输出端相连接，电阻R3和电阻R4的连接点与二极管D2的N极组成电路的输出端。
再进一步的，上述稳流电路由三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，MOS管Q1，MOS管Q2，一端与三极管VT4的基极相连接、另一端经电阻R7后与三极管VT4的集电极相连接的电阻R5，一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与MOS管Q2的栅极相连接的电感L1，一端与MOS管Q2的栅极相连接、另一端与三极管VT5的集电极相连接的电阻R8，一端与MOS管Q1的源极相连接、另一端与三极管VT6的集电极相连接的电阻R6，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与MOS管Q2的漏极相连接的电容C4，N极与电容C4的负极相连接、P极经电阻R9后与三极管VT6的发射极相连接的二极管D3，以及N极与三极管VT6的基极相连接、P极经电阻R10后与二极管D3的P极相连接的稳压二极管D4组成；其中，三极管VT4的基极与MOS管Q1的漏极相连接，MOS管Q1的栅极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT4的发射极同时与三极管VT5和三极管VT6的集电极相连接，三极管VT5的基极与MOS管Q2的源极相连接，电阻R5和电阻R7的连接与稳压二极管D4的P极组成该电路的输入端且与可调电源电路的输出端相连接，MOS管Q2的漏极与稳压二极管D4的P极组成该电路的输出端。
更进一步的，上述缓冲电路由三极管VT7，MOS管Q3，MOS管Q4，串接在MOS管Q3的源极与漏极之间的电感L2，一端与MOS管Q3的漏极相连接、另一端与三极管VT7的集电极相连接的电阻R11，一端与MOS管Q3的源极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接的电感L3，一端与三极管VT7的集电极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接、滑动端与MOS管Q3的栅极相连接的滑动变阻器RP3，一端与MOS管Q4的源极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接的电阻R13，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极与三极管VT7的基极相连接的电容C6，正极经电阻R12后与MOS管Q4的漏极相连接、负极经二极管D5后与电容C6的正极相连接的电容C5，正极经二极管D6后与电容C5的负极相连接、负极与电容C6的负极相连接的电容C7，以及P极与电容C5的正极相连接、N极经电阻R14后与电容C7的正极相连接的二极管D7组成；其中，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的栅极相连接，二极管D5的P极与电容C6的正极相连接，二极管D6的P极与电容C5的负极相连接，MOS管Q3的漏极与三极管VT7的基极组成该电路的输入端且与稳流电路的输出端相连接，二极管D7的N极与电容C7的负极组成该电路的输出端。
另外，所述三极管VT1，三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4、三极管VT5、三极管VT6和三极管VT7均为NPN型三极管。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明设置有包括锥形入口转轮、出口转轮、以及中央转轮组成的转轮组，能够在排水的过程中进行多级的发电，大大提高了发电的效果，促进了行业的发展，同时设置多级的发电转轮还能将水的动能更好的转化为电能，从而降低了从过水通道排出的水的冲击力，更好的保护了下游沿岸的安全。
(2)本发明设置有“S”形的过水通道，能够在水下落时更好的将势能转化为动能，提高了能量的转化效果，进而提高了设备运行时的发电量。
(3)本发明设置有可调电源电路，能够根据实际的需求对输出的电量进行调节，避免在发电量过高时损坏输出端上连接的设备，大大提高了产品的安全性。
(4)本发明设置有稳流电路，在发电机组进行电能的输出时能够更好的稳定电流，降低了输出电流的波动，更好的避免了其输出端的连接设备受到的电流冲击，进一步保护了连接设备的正常运行，提高了产品的使用安全性。
(5)本发明设置有缓冲电路，能够降低整体设备的输出波动，为后续的连接设备提供更加合适的工作环境，降低了后续的连接设备受到的冲击，大大提高了产品的使用效果，进一步提升了本发电系统的适用范围。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的可调电源电路的电路图。
图3为本发明的稳流电路的电路图。
图4为本发明的缓冲电路的电路图。
附图标记说明：1、拦水坝体；2、发电机组；3、入口转轴；4、锥形入口转轮；5、过水通道；6、中央转轴；7、中央转轮；8、出口转轮；9、出口转轴。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明包括拦水坝体1与发电机组2，在拦水坝体1上设置有一条“S”形的贯穿该拦水坝体1前后两侧的过水通道5，以及在过水通道5中设置的转轮组；该转轮组通过转轴与发电机组2相连接，且在发电机组2的电力输出端上还依次串接有可调电源电路、稳流电路与缓冲电路。
所述转轮组包括设置在过水通道5入口处并通过入口转轴3与发电机组2相连接的锥形入口转轮4，设置在过水通道5出口处并通过出口转轴9与发电机组2相连接的出口转轮8，以及数量至少为一个且设置在过水通道5内部并通过中央转轴6与发电机组2相连接的中央转轮7。
工作时，水先在进入过水通道时先推动锥形入口转轮转动并带动入口转轴转动从而驱动发电机组进行发电，接着水在沿着过水通道下落时推动设置在过水通道中部的中央转轮转动，中央转轮在转动的过程中再次通过中央转轴驱动发电机组进行发电，在水流过“S”形的过水通道到达末端时再次推动设置在末端的出口转轮转动，出口转轮将通过出口转轴驱动发电机组进行发电，从而通过设置多处转轮大大提高了产品的发电效率，更好的利用了水力资源，同时“S”形的过水通道还能够在水下落时更好的将势能转化为动能，在水流过设置在过水通道末端的出口转轮后能够很好的降低其动能，从而很好的降低了在进行水力发电时下游沿岸的所受到的水流冲击力，提高了发电的安全性，降低了水力发电对下游沿岸的威胁。
如图2所示，上述可调电源电路由二极管整流器U1，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，二极管D1，二极管D2，电容C1，电容C2，电容C3，滑动变阻器RP1，以及滑动变阻器RP2组成。
连接时，电容C1的正极与二极管整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管整流器U1的负输出端相连接，电容C2的正极经电阻R1后与电容C1的正极相连接、负极与电容C1的负极相连接，二极管D1的P极与电容C2的正极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接，二极管D2的P极与电容C2的负极相连接、N极顺次经电容C3与电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接，滑动变阻器RP1的一端与二极管D2的N极相连接、另一端与电阻R2和电容C3的连接点相连接、滑动端与三极管VT3的发射极相连接，滑动变阻器RP2的一端与二极管D2的N极相连接、另一端顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT1的发射极相连接、滑动端与三极管VT3的基极相连接；其中，三极管VT1的集电极同时与电容C1的正极和三极管VT2的集电极相连接，三极管VT1的基极与三极管VT2的发射极相连接，电容C3的负极与二极管D2的N极相连接，三极管VT2的基极与三极管VT3的集电极相连接，二极管整流器U1的两个输入端组成电路的输入端且与发电机组2的电力输出端相连接，电阻R3和电阻R4的连接点与二极管D2的N极组成电路的输出端。
如图3所示，稳流电路由三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，MOS管Q1，MOS管Q2，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C4，电感L1，二极管D3，以及稳压二极管D4组成。
连接时，电阻R5的一端与三极管VT4的基极相连接、另一端经电阻R7后与三极管VT4的集电极相连接，电感L1的一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与MOS管Q2的栅极相连接，电阻R8的一端与MOS管Q2的栅极相连接、另一端与三极管VT5的集电极相连接，电阻R6的一端与MOS管Q1的源极相连接、另一端与三极管VT6的集电极相连接，电容C4的正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与MOS管Q2的漏极相连接，二极管D3的N极与电容C4的负极相连接、P极经电阻R9后与三极管VT6的发射极相连接，稳压二极管D4的N极与三极管VT6的基极相连接、P极经电阻R10后与二极管D3的P极相连接；其中，三极管VT4的基极与MOS管Q1的漏极相连接，MOS管Q1的栅极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT4的发射极同时与三极管VT5和三极管VT6的集电极相连接，三极管VT5的基极与MOS管Q2的源极相连接，电阻R5和电阻R7的连接与稳压二极管D4的P极组成该电路的输入端且与可调电源电路的输出端相连接，MOS管Q2的漏极与稳压二极管D4的P极组成该电路的输出端。
如图4所示，缓冲电路由三极管VT7，MOS管Q3，MOS管Q4，电感L2，电感L3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电容C5，电容C6，电容C7，二极管D5，二极管D6，二极管D7组成。
连接时，电感L2串接在MOS管Q3的源极与漏极之间，电阻R11的一端与MOS管Q3的漏极相连接、另一端与三极管VT7的集电极相连接，电感L3的一端与MOS管Q3的源极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接，滑动变阻器RP3的一端与三极管VT7的集电极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接、滑动端与MOS管Q3的栅极相连接，电阻R13的一端与MOS管Q4的源极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接，电容C6的正极与三极管VT7的发射极相连接、负极与三极管VT7的基极相连接，电容C5的正极经电阻R12后与MOS管Q4的漏极相连接、负极经二极管D5后与电容C6的正极相连接，电容C7的正极经二极管D6后与电容C5的负极相连接、负极与电容C6的负极相连接，二极管D7的P极与电容C5的正极相连接、N极经电阻R14后与电容C7的正极相连接；其中，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的栅极相连接，二极管D5的P极与电容C6的正极相连接，二极管D6的P极与电容C5的负极相连接，MOS管Q3的漏极与三极管VT7的基极组成该电路的输入端且与稳流电路的输出端相连接，二极管D7的N极与电容C7的负极组成该电路的输出端。
另外，三极管VT1，三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4、三极管VT5、三极管VT6和三极管VT7均为NPN型三极管。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (6)

1.低冲击稳流缓冲式水力发电系统，其特征在于：包括拦水坝体(1)与发电机组(2)，在拦水坝体(1)上设置有一条“S”形的贯穿该拦水坝体(1)前后两侧的过水通道(5)，以及在过水通道(5)中设置的转轮组；该转轮组通过转轴与发电机组(2)相连接，且在发电机组(2)的电力输出端上还依次串接有可调电源电路、稳流电路与缓冲电路。
2.根据权利要求1所述的低冲击稳流缓冲式水力发电系统，其特征在于：所述转轮组包括设置在过水通道(5)入口处并通过入口转轴(3)与发电机组(2)相连接的锥形入口转轮(4)，设置在过水通道(5)出口处并通过出口转轴(9)与发电机组(2)相连接的出口转轮(8)，以及数量至少为一个且设置在过水通道(5)内部并通过中央转轴(6)与发电机组(2)相连接的中央转轮(7)。
3.根据权利要求2所述的低冲击稳流缓冲式水力发电系统，其特征在于：所述缓冲电路由三极管VT7，MOS管Q3，MOS管Q4，串接在MOS管Q3的源极与漏极之间的电感L2，一端与MOS管Q3的漏极相连接、另一端与三极管VT7的集电极相连接的电阻R11，一端与MOS管Q3的源极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接的电感L3，一端与三极管VT7的集电极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接、滑动端与MOS管Q3的栅极相连接的滑动变阻器RP3，一端与MOS管Q4的源极相连接、另一端与三极管VT7的发射极相连接的电阻R13，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极与三极管VT7的基极相连接的电容C6，正极经电阻R12后与MOS管Q4的漏极相连接、负极经二极管D5后与电容C6的正极相连接的电容C5，正极经二极管D6后与电容C5的负极相连接、负极与电容C6的负极相连接的电容C7，以及P极与电容C5的正极相连接、N极经电阻R14后与电容C7的正极相连接的二极管D7组成；其中，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的栅极相连接，二极管D5的P极与电容C6的正极相连接，二极管D6的P极与电容C5的负极相连接，MOS管Q3的漏极与三极管VT7的基极组成该电路的输入端且与稳流电路的输出端相连接，二极管D7的N极与电容C7的负极组成该电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的低冲击稳流缓冲式水力发电系统，其特征在于：所述稳流电路由三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，MOS管Q1，MOS管Q2，一端与三极管VT4的基极相连接、另一端经电阻R7后与三极管VT4的集电极相连接的电阻R5，一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与MOS管Q2的栅极相连接的电感L1，一端与MOS管Q2的栅极相连接、另一端与三极管VT5的集电极相连接的电阻R8，一端与MOS管Q1的源极相连接、另一端与三极管VT6的集电极相连接的电阻R6，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与MOS管Q2的漏极相连接的电容C4，N极与电容C4的负极相连接、P极经电阻R9后与三极管VT6的发射极相连接的二极管D3，以及N极与三极管VT6的基极相连接、P极经电阻R10后与二极管D3的P极相连接的稳压二极管D4组成；其中，三极管VT4的基极与MOS管Q1的漏极相连接，MOS管Q1的栅极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT4的发射极同时与三极管VT5和三极管VT6的集电极相连接，三极管VT5的基极与MOS管Q2的源极相连接，电阻R5和电阻R7的连接与稳压二极管D4的P极组成该电路的输入端且与可调电源电路的输出端相连接，MOS管Q2的漏极与稳压二极管D4的P极组成该电路的输出端。
5.根据权利要求4所述的低冲击稳流缓冲式水力发电系统，其特征在于：所述可调电源电路由二极管整流器U1，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，正极与二极管整流器U1的正输出端相连接、负极与二极管整流器U1的负输出端相连接的电容C1，正极经电阻R1后与电容C1的正极相连接、负极与电容C1的负极相连接的电容C2，P极与电容C2的正极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D1，P极与电容C2的负极相连接、N极顺次经电容C3与电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端与电阻R2和电容C3的连接点相连接、滑动端与三极管VT3的发射极相连接的滑动变阻器RP1，以及一端与二极管D2的N极相连接、另一端顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT1的发射极相连接、滑动端与三极管VT3的基极相连接的滑动变阻器RP2组成；其中，三极管VT1的集电极同时与电容C1的正极和三极管VT2的集电极相连接，三极管VT1的基极与三极管VT2的发射极相连接，电容C3的负极与二极管D2的N极相连接，三极管VT2的基极与三极管VT3的集电极相连接，二极管整流器U1的两个输入端组成电路的输入端且与发电机组(2)的电力输出端相连接，电阻R3和电阻R4的连接点与二极管D2的N极组成电路的输出端。
6.根据权利要求5所述的低冲击稳流缓冲式水力发电系统，其特征在于：所述三极管VT1，三极管VT2、三极管VT3、三极管VT4、三极管VT5、三极管VT6和三极管VT7均为NPN型三极管。
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