具有光伏扬水系统控制功能的变频器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有光伏扬水系统控制功能的变频器，其特征在于：所述的变频器由主电路和控制电路组成，主电路采用三相桥式逆变电路，主电路的输入端通过AC/DC整流器连接光伏阵列的输出端，主电路的输出端连接水泵，控制电路选用DSPIC30F6010数字信号处理器为控制器，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端连接与主电路输入端连接的电流采样电路和直流电压、与主电路输出端连接的电流采样电路，DSPIC30F6010数字信号处理器的输出端连接主电路。本实用新型专利技术利用DSPIC30F6010数字信号处理器能够快速处理的能力，将cvt、tmppt和svpwm合为一体，把通用变频器和具有光伏水泵功能的变频调速装置作为一个整体设计。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有光伏扬水系统控制功能的变频器
本技术涉及变频器系统，特别是一种具有光伏扬水系统控制功能的变频器。
技术介绍
随着社会经济的发展，我国面临着严峻的能源问题，新能源利用成为热点课题，而作为洁净的光能得到了广泛关注与应用。光伏水泵的开发与使用是光能有效利用的一种方式。但是光伏水泵系统的使用面临一些问题，主要是太阳电池造价昂贵，电池转换的效率较低，提高系统效率是研究工作的重点。采用直流电动机驱动光伏水泵可使系统效率得到提高，并改善水泵的启动性能，但直流电动机造价较贵，维护困难，难以在光伏水泵系统中推广应用。交流电动机具有可靠、简单、廉价等优点。然而，目前市场上所售的多为普通通用变频器，若直接把其用于光伏水泵系统中，不能很好地实现各种保护功能，同时也不具备太阳电池的最大功率点跟踪功能，造成太阳能电池容量和通用变频器内部资源的巨大浪费。由于我国西北地区海洋湿润气团较难到达，光照资源非常丰富，全年辐射总量比同纬度的东北和华北地区高出10%，也比长江中下游地区高出30%，从世界范围来看，也属于光照资源最充沛的地区之一。综上所述，具有光伏水泵控制的通用变频器系统在西部广大地区有良好的规模应用条件。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种具有光伏扬水系统控制功能的变频器。为达到上述目的，本技术是按照以下技术方案实施的:一种具有光伏扬水系统控制功能的变频器，所述的变频器由主电路和控制电路组成，主电路采用三相桥式逆变电路，主电路的输入端通过AC/DC整流器连接光伏阵列的输出端，主电路的输出端连接水泵，控制电路选用DSPIC30F6010数字信号处理器为控制器，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端连接与主电路输入端连接的电流采样电路和直流电压、与主电路输出端连接的电流采样电路，DSPIC30F6010数字信号处理器的输出端连接主电路。进一步，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端还设置阵列母线电压检测和母线短路电流检测、两相交流电流检测以及水位打干检测电路。更进一步，所述主电路的主功率器件采用智能功率模块。与现有技术相比，本技术利用DSPIC30F6010数字信号处理器能够快速处理的能力，将cvt、tmppt和svpwm合为一体，把通用变频器和具有光伏水泵功能的变频调速装置作为一个整体设计。运用空间矢量svpwm算法对光伏水泵系统进行控制，保证在光伏阵列电压大范围变化条件下，变频驱动电机始终满足恒磁通调速控制运行条件。同时利用tmppt技术优化光伏阵列与负载之间的匹配,使机-泵负载始终工作在光伏阵列的最大功率点处，经过长时间运行证明系统稳定可靠。【附图说明】图1为本技术的结构示意图；图2为本技术一种具有光伏水泵控制功能的通用变频器最大功率跟踪图。【具体实施方式】下面结合附图以及具体实施例对本技术作进一步描述，在此技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。如图1所示的具有光伏扬水系统控制功能的变频器，所述的变频器由主电路和控制电路组成,主电路采用三相桥式逆变电路,主电路的输入端通过AC/DC整流器连接光伏阵列的输出端，主电路的输出端连接水泵，控制电路选用DSPIC30F6010数字信号处理器为控制器，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端连接与主电路输入端连接的电流采样电路和直流电压、与主电路输出端连接的电流采样电路，DSPIC30F6010数字信号处理器的输出端连接主电路。进一步，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端还设置阵列母线电压检测和母线短路电流检测、两相交流电流检测以及水位打干检测电路。更进一步，所述主电路的主功率器件采用智能功率模块。如图2所不,本技术系统最大功率跟踪图如图2所不。当指令电压usp*在最大功率点的左侧时，增大指令电压usp*,功率增加,减小指令电压usp*,功率减小；当指令电压usp*在最大功率点的右侧时,增大指令电压usp*，功率减小，减小指令电压usp*，功率增加；因此首先通过给指令电压usp*—个扰动量，根据dp符号判断usp*当前的位置，即在最大功率点的左侧还是右侧，然后再按照功率增加的方向，调节指令电压usp*的值。本技术利用DSPIC30F6010数字信号处理器能够快速处理的能力，将cvt、tmppt和svpwm合为一体，把通用变频器和具有光伏水泵功能的变频调速装置作为一个整体设计。运用空间矢量svpwm算法对光伏水泵系统进行控制，保证在光伏阵列电压大范围变化条件下，变频驱动电机始终满足恒磁通调速控制运行条件。同时利用tmppt技术优化光伏阵列与负载之间的匹配，使机-泵负载始终工作在光伏阵列的最大功率点处，经过长时间运行证明系统稳定可靠。本技术的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本技术的技术方案做出的技术变形，均落入本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有光伏扬水系统控制功能的变频器，其特征在于：所述的变频器由主电路和控制电路组成，主电路采用三相桥式逆变电路，主电路的输入端通过AC/DC整流器连接光伏阵列的输出端，主电路的输出端连接水泵，控制电路选用DSPIC30F6010数字信号处理器为控制器，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端连接与主电路输入端连接的电流采样电路和直流电压、与主电路输出端连接的电流采样电路，DSPIC30F6010数字信号处理器的输出端连接主电路。

【技术特征摘要】
1.一种具有光伏扬水系统控制功能的变频器，其特征在于:所述的变频器由主电路和控制电路组成，主电路采用三相桥式逆变电路，主电路的输入端通过AC/DC整流器连接光伏阵列的输出端，主电路的输出端连接水泵，控制电路选用DSPIC30F6010数字信号处理器为控制器，DSPIC30F6010数字信号处理器的输入端连接与主电路输入端连接的电流采样电路和直流电压、与主电路输出端连接的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：于杰，郭彬，
申请(专利权)人：孟州卓伦光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：