一种基于光伏发电的变频电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于光伏发电的变频电源，包括控制电路、光耦隔离器和功率变换电路，所述控制电路发出正弦脉宽调制信号通过光耦隔离器传递到功率变换电路，所述功率变换电路的内部设置有驱动器，所述驱动器的信号端接收通过光耦隔离器处理后的脉宽调制信号，所述驱动器的输出端连接有三相桥式功率管，所述三相桥式功率管的输出端连接有高功率电流抑制模块，所述三相桥式功率管的输出端还连接有三相低通滤波器，使得整个电源装置具有良好的保护功能，可靠性和环境适应性高，满足光伏发电变频电源的使用要求，且提高了功率密度，进一步减小了整个变频电源的体积。

A Variable Frequency Power Supply Based on Photovoltaic Power Generation

The utility model discloses a frequency conversion power supply based on photovoltaic power generation, which comprises a control circuit, a photocoupler isolator and a power conversion circuit. The control circuit sends out a sinusoidal pulse width modulation signal to a power conversion circuit through a photocoupler isolator. The power conversion circuit is internally equipped with a driver, and the signal terminal of the driver receives the pulse processed by a photocoupler isolator. Wide modulation signal, the output terminal of the driver is connected with three-phase bridge power transistor, the output terminal of the three-phase bridge power transistor is connected with a high power current suppression module, and the output terminal of the three-phase bridge power transistor is also connected with three-phase low-pass filter, which makes the whole power supply device have good protection function, high reliability and environmental adaptability, and meets the requirements of variable frequency power supply for photovoltaic power generation. The requirement of operation and the power density are improved, and the volume of the whole variable frequency power supply is further reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光伏发电的变频电源
本技术涉及光伏发电应用
，特别涉及一种基于光伏发电的变频电源。
技术介绍
随着世界经济的发展，人类将目光更多的投向可再生能源，其分布广泛、资源丰富、清洁环保等特性，具有非凡的潜力和应用前景。太阳能作为优异的可再生资源之一，具有取之不尽，用之不竭；就地利用，不存在远距离输配问题；清洁能源，不影响生态平衡等特性。但是，目前在光伏发电的变频电源领域，其变频电源必须要在高压下才能工作，高压可由旋转变频机组与中频变压器产生，长时间运行时，存在体积大、效率低、噪音大、故障率高等问题，已满足不了目前的使用要求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于光伏发电的变频电源，具有良好的保护功能，可靠性和环境适应性高，满足光伏发电变频电源的使用要求，这样可以有效解决
技术介绍
中的问题。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案为：一种基于光伏发电的变频电源，包括控制电路、光耦隔离器和功率变换电路，所述控制电路发出正弦脉宽调制信号通过光耦隔离器传递到功率变换电路，所述功率变换电路的内部设置有驱动器，所述驱动器的信号端接收通过光耦隔离器处理后的脉宽调制信号，所述驱动器的输出端连接有三相桥式功率管，所述三相桥式功率管的输出端连接有高功率电流抑制模块，所述三相桥式功率管的输出端还连接有三相低通滤波器；所述控制电路包括FPGA控制器、信号调理电路和驱动信号发生器，所述FPGA控制器的信号端连接有保护控制电路，所述保护控制电路的信号端连接有驱动信号发生器，所述驱动信号发生器的输出端连接有逆变器，所述保护控制电路的输入端与信号调理电路相连接，所述保护控制电路的输出端连接有微控制器。作为本技术一种优选的技术方案，所述光耦隔离器的输入端还连接有DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的信号端与驱动器相连接。作为本技术一种优选的技术方案，所述逆变器的输入端接收来自电流调节器的正弦脉宽调制信号，所述电流调节器的输入端连接有乘法器A，所述乘法器A的输入端连接有电压调节器。作为本技术一种优选的技术方案，所述逆变器的反馈信号端通过采样电路与乘法器A相连接。作为本技术一种优选的技术方案，所述电压调节器的信号输入端连接有乘法器B，所述乘法器B的反馈端连接有逆变器通过采样电路的反馈电压信号。采用上述技术方案，将单相交流电转换为谐波含量低、频率固定的三相交流频率，该变频电源可直接替换原有变频机组，使得整个电源装置具有良好的保护功能，可靠性和环境适应性高，满足光伏发电变频电源的使用要求，且提高了功率密度，进一步减小了整个变频电源的体积。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术控制电路模块示意图；图3为本技术逆变器原理示意图；图中，1-控制电路；2-光耦隔离器；3-功率变换电路；4-驱动器；5-三相桥式功率管；6-高功率电流抑制模块；7-DC/DC变换器；8-低通滤波器；101-FPGA控制器；102-驱动信号发生器；103-保护控制电路；104-微控制器；105-信号调理电路；106-逆变器；107-电流调节器；108-乘法器A；109-电压调节器；110-乘法器B；111-采样电路。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1至图3，本技术提供一种技术方案：一种基于光伏发电的变频电源，包括控制电路1、光耦隔离器2和功率变换电路3，所述控制电路1发出正弦脉宽调制信号通过光耦隔离器2传递到功率变换电路3，所述光耦隔离器2的输入端还连接有DC/DC变换器7，所述DC/DC变换器7的信号端与驱动器4相连接，所述功率变换电路3的内部设置有驱动器4，所述驱动器4的信号端接收通过光耦隔离器2处理后的脉宽调制信号，所述驱动器4的输出端连接有三相桥式功率管5，所述三相桥式功率管5的输出端连接有高功率电流抑制模块6，所述三相桥式功率管5的输出端还连接有三相低通滤波器8；所述控制电路1包括FPGA控制器101、信号调理电路105和驱动信号发生器102，所述FPGA控制器101的信号端连接有保护控制电路103，所述保护控制电路103的信号端连接有驱动信号发生器102，所述驱动信号发生器102的输出端连接有逆变器106，所述保护控制电路103的输入端与信号调理电路105相连接，所述保护控制电路103的输出端连接有微控制器104，所述逆变器106的输入端接收来自电流调节器107的正弦脉宽调制信号，所述电流调节器107的输入端连接有乘法器A108，所述乘法器A108的输入端连接有电压调节器109，所述逆变器106的反馈信号端通过采样电路111与乘法器A108相连接，所述电压调节器109的信号输入端连接有乘法器B110，所述乘法器B110的反馈端连接有逆变器106通过采样电路的反馈电压信号。本实施例中，三相桥式逆变器106采用电压外环、电流内环的平均电流控制方式，驱动信号发生电路将基准电压Varef与反馈电压Va进行硬件PI调节得到电流基准Iaref，并反馈电流Ia进行硬件PI调节，所得信号与12kHz方波转变成的三角波信号比较，生成SPWM脉冲信号，完成逆变器闭环控制，电压前馈k1Varms增加负载的动态响应，带冲击性负载时，通过电流前馈(k2Iarms)实现限流功能。本实施例中，选择高功率电流抑制模块6作为前级整流，模块输入为单相交流220V/50Hz，输出的直流360V作为三相桥式逆变器的母线电压，并且选择3个1KW的高功率电流抑制模块6并联冗余运行，其具有高度低、体积小、重量轻等优点，方便装入电源内部贴底散。本实施例中，三相桥式逆变器106选用将功率管和驱动电路集于一起的IPM模块，其有耐压高、导通电流大、输入阻抗高、保护功能全以及驱动功率低等优点，增强了电源的可靠性。控制电路发出的正弦脉宽调制(SPWM)信号经光耦隔离电路进行处理后送入IPM模块，其中四路小型DC-DC电源分别给驱动电路供电，IPM模块输出接三相LC低通滤波器，输出三相115V/400Hz的交流电。本技术的工作原理：强电控制部分主要通过保护控制电路103控制其内部的继电器和交流接触器，从而实现强电从输入到功率变换电路的通断，信号采集部分所要采集的信号有单相交流输入电压与电流、中间母线电容电压、逆变器输出电感电流以及输出三相电压，输入信号调理电路105对所采集的电压、电流信号进行处理，送入单片微处理器(MCU)，MCU实时监测电源工作状态，通过保护控制电路103实施电源的加断电控制与故障保护，并支持对关键参数进行显示与线设置输出电压值；FPGA控制器101作为三相400Hz正弦波和12kHz方波基准发生器，正弦波发出幅值受输入信号反馈值控制；保护控制电路103依据MCU控制指令控制高功率电流抑制模块6、FPGA控制器101与强电控制模块是否使能，整个电源装置具有良好的保护功能，可靠性和环境适应性高，满足光伏发电变频电源的使用要求，且提高了功率密度，进一步减小了整个变频电源的体积。以上结合附图对本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光伏发电的变频电源，包括控制电路(1)、光耦隔离器(2)和功率变换电路(3)，其特征在于：所述控制电路(1)发出正弦脉宽调制信号通过光耦隔离器(2)传递到功率变换电路(3)，所述功率变换电路(3)的内部设置有驱动器(4)，所述驱动器(4)的信号端接收通过光耦隔离器(2)处理后的脉宽调制信号，所述驱动器(4)的输出端连接有三相桥式功率管(5)，所述三相桥式功率管(5)的输出端连接有高功率电流抑制模块(6)，所述三相桥式功率管(5)的输出端还连接有三相低通滤波器(8)；所述控制电路(1)包括FPGA控制器(101)、信号调理电路(105)和驱动信号发生器(102)，所述FPGA控制器(101)的信号端连接有保护控制电路(103)，所述保护控制电路(103)的信号端连接有驱动信号发生器(102)，所述驱动信号发生器(102)的输出端连接有逆变器(106)，所述保护控制电路(103)的输入端与信号调理电路(105)相连接，所述保护控制电路(103)的输出端连接有微控制器(104)。

【技术特征摘要】
1.一种基于光伏发电的变频电源，包括控制电路(1)、光耦隔离器(2)和功率变换电路(3)，其特征在于：所述控制电路(1)发出正弦脉宽调制信号通过光耦隔离器(2)传递到功率变换电路(3)，所述功率变换电路(3)的内部设置有驱动器(4)，所述驱动器(4)的信号端接收通过光耦隔离器(2)处理后的脉宽调制信号，所述驱动器(4)的输出端连接有三相桥式功率管(5)，所述三相桥式功率管(5)的输出端连接有高功率电流抑制模块(6)，所述三相桥式功率管(5)的输出端还连接有三相低通滤波器(8)；所述控制电路(1)包括FPGA控制器(101)、信号调理电路(105)和驱动信号发生器(102)，所述FPGA控制器(101)的信号端连接有保护控制电路(103)，所述保护控制电路(103)的信号端连接有驱动信号发生器(102)，所述驱动信号发生器(102)的输出端连接有逆变器(106)，所述保护控制电路(103)的输入端与信号调理电路(105)相连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志安，郑广南，
申请(专利权)人：云南朔铭电力工程有限公司，
类型：新型
国别省市：云南,53