[发明专利]一种基于PWM整流和逆变技术的变速恒频ORC低温发电装置

权利要求书

1.一种基于PWM整流和逆变技术的变速恒频ORC低温发电装置，其特征是，包括蒸发器(1)、膨胀机(2)、三相永磁同步发电机(3)、冷凝器(4)、工质泵(5)、PWM可控整流器(6)、PWM逆变器(7)、一次交流连接线(8)、直流连接线(9)和二次交流连接线(10)。所述蒸发器上设置有热源进口a、热源出口b、有机工质进口c和有机工质出口d。所述冷凝器上设置有有机工质进口e、有机工质出口f、冷源进口g和冷源出口h。低品位热源分别由蒸发器(1)热源进口a和蒸发器(1)热源出口b进入和离开蒸发器(1)。蒸发器(1)内工质蒸发吸热后由工质出口d进入膨胀机(2)，在膨胀机(2)内膨胀做功，膨胀后工质由冷凝器(4)工质进口e进入冷凝器(4)后，被冷凝为液态工质，由冷凝器(4)的工质出口f进入工质泵(5)，被工质泵(5)增压后由蒸发器(1)工质进口c进入蒸发器(1)。冷源分别由冷凝器(4)的冷源进口g和冷源出口h进入和离开。膨胀机(2)与三相永磁同步发电机(3)相连，膨胀机(3)把工质的膨胀功转换为机械功从而驱动三相永磁同步发电机(3)，发电机(3)进而把机械功转化为电能。三相永磁同步发电机(3)通过一次交流连接线(8)与PWM可控整流器(6)相连，交流电被PWM可控整流器(6)整流为特定电势的直流电并经由直流连接线(9)输送至PWM逆变器(7)，直流电被PWM逆变器(7)逆变为满足电用户或者并网所要求的交流电，通过二次交流连接线(10)输出电能。采用PWM可控整流器(6)和PWM逆变器(7)的这种“背靠背”的并网方式，一方面能够通过控制三相永磁同步发电机(3)的转速来调节膨胀机(2)的转速来适应不同工况，另一方面能够保证不同膨胀机转速下ORC低温发电系统输出电能的品质。

2.根据权利要求1所述的基于PWM整流和逆变技术的变速恒频ORC低温发电装置，其特征是，所述PWM可控整流器(6)利用三相永磁同步发电机(3)的转速-电势特性，通过控制三相永磁同步发电机(3)的输出电势来调节其转速，进而实现对膨胀机(2)转速的控制，同时，把该转速下三相永磁同步发电机(3)输出的交流电整流为特定电势的直流电。膨胀机(2)和三相永磁同步电动机(3)采用固定转速比的连接方式，包括直联连接、皮带连接和齿轮连接。

3.根据权利要求1所述的基于PWM整流和逆变技术的变速恒频ORC低温发电装置，其特征是，所述蒸发器(1)和冷凝器(4)为管壳式换热器、板式换热器、套管式换热器和翅片管式换热器的一种。膨胀机(2)为双螺杆膨胀机、涡旋式膨胀机和单螺杆膨胀机的一种。