CN103151945A - 太阳能独立供电的单相水泵逆变器及逆变方法 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能独立供电的单相水泵逆变器，其包括升压模块、逆变模块和用于控制所述升压模块和逆变模块的控制模块，所述升压模块的电输入端和太阳能电池板的电输出端连接，所述升压模块的电输出端与所述逆变模块的电输入端连接，所述逆变模块的电输出端与单相交流水泵的电输入端连接；所述升压模块用于对所述太阳能电池板输出的直流电进行最大功率跟踪和电压提升，所述逆变模块用于将所述升压模块输出的直流电逆变成交流电来驱动单相交流水泵。本发明用于驱动单相交流水泵，并集成太阳能的最大功率跟踪控制，可实现太阳能组件和单相交流水泵的连接，使得太阳能组件可以单独为单相交流水泵供电，突破了传统的技术瓶颈，可广泛应用于广大的农村和偏远地区，彻底解决吃水难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能独立供电的单相水泵逆变器及逆变方法，可应用于新能源、 农业灌溉、饮用水供水、地下水供水等技术领域。
背景技术
世界上至今还存在着大量的缺电甚至无电地区，像中国的西北和西南地区，印度、巴基斯坦、南非等国家，在这些地方，饮用水问题同样是个大问题。由于没有很好的饮用水源，疾病很容易蔓延，给当地人们的生活造成了很大的困扰。用太阳能发电来驱动水泵从地下提水作为饮用水，是一种很好的解决办法。太阳能是一种绿色清洁能源，是化石能源的有益补充，充分利用太阳能有助于节能减排和经济的可持续发展，因此各个国家都大力提倡利用太阳能，例如德国，日本，意大利等发达国家，中国也制定了一系列的政策鼓励使用太阳能、风能等清洁能源。
目前，用太阳能驱动电泵来抽水需要将太阳能产生的直流电逆变为交流电来驱动交流电机，逆变装置称为太阳能水泵逆变器。常用的水泵有三相交流水泵和单相交流水泵，家庭使用的水泵大部分是单相交流水泵。而现有的太阳能逆变器可以为直流水泵和三相交流水泵供电，而没有适合为单相交流水泵提供电能的太阳能逆变器。因此，只能通过市电为单相交流水泵供电。具体的，是因为单相交流水泵在启动瞬时需要消耗大量电能，而太阳能电池板输出电量不稳定，且能量有限，所以，现有的单相交流逆变器不能和太阳能电池板结合为单相交流水泵供电，只有市电才可以在瞬间提供足够的电能使单相交流水泵启动。
这样，既会增加市电消耗，又增加了使用者的经济负担。尤其是一些经常停电的偏远山区，一些第三世界国家的无电地区、或者取市电不方便的游牧民族，需要使用单相交流水泵抽水就不方便。这是太阳能驱动水泵抽水技术的一个长期以来得不到解决的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要针对背景技术提到的问题，提供一种可单独为单相交流水泵供电的新型太阳能独立供电的单相水泵逆变器及逆变方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种太阳能独立供电的单相水泵逆变器，其包括升压模块、逆变模块和用于控制所述升压模块和逆变模块的控制器， 所述升压模块的电输入端和太阳能电池板的电输出端连接，用于对所述太阳能电池板输出的直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，所述升压模块的电输出端与所述逆变模块的电输入端连接，所述逆变模块的电输出端与单相交流水泵的电输入端连接。
所述控制器包括：
启动装置，其与所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器的工作开关信号连接；
升压控制装置，其与所述升压模块信号连接，用于控制所述升压模块对所述直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，输出升压后的直流电信号；
逆变控制装置，其与所述逆变模块信号连接，用于控制所述逆变模块将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号；
判断装置，其与所述单相交流水泵信号连接，用于判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；
功率调整装置，其与所述太阳能电池板信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为是时，调整所述太阳能电池板的输出电信号的最大功率点；
频率调整装置，其与所述单相交流水泵信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为是时，调整所述单相交流水泵的运行频率；
延时装置，其与所述启动装置信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为否时，延时预订时间，然后所述启动装置重新开启。
所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器，：其还包括一手动开关，其与所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器的工作开关信号连接。
一种太阳能独立供电的单相水泵逆变器的逆变方法，其包括以下步骤：
S1、试启动；
S2、接收太阳能电池板输出的直流电信号；
S3、将所述直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，输出升压后的直流电信号；
S4、将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号；
S5、判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；
S61、如判断结果为是，调整所述太阳能电池板输出的直流电信号的最大功率点；
S7、调整所述单相交流水泵的运行频率，然后，回至S5；
S62、如判断结果为否，延时预订时长，然后回到S1。
所述预订时长为10分钟。
与现有技术相比，本发明具备如下优点：
本发明用于驱动单相交流水泵，并集成太阳能的最大功率跟踪控制，可实现太阳能组件和单相交流水泵的连接，使得太阳能组件可以单独为单相交流水泵供电，突破了传统的技术瓶颈，可广泛应用于广大的农村和偏远地区，彻底解决吃水难的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例二的流程示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，本实施例之太阳能独立供电的单相水泵逆变器，其特征在于：其包括升压模块、逆变模块和用于控制所述升压模块和逆变模块的控制器， 所述升压模块的电输入端和太阳能电池板的电输出端连接，用于对所述太阳能电池板输出的直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，所述升压模块的电输出端与所述逆变模块的电输入端连接，所述逆变模块的电输出端与单相交流水泵的电输入端连接。
所述控制器包括：
启动装置，其与所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器的工作开关信号连接；
升压控制装置，其与所述升压模块信号连接，用于控制所述升压模块对所述直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，输出升压后的直流电信号；
逆变控制装置，其与所述逆变模块信号连接，用于控制所述逆变模块将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号；
判断装置，其与所述单相交流水泵信号连接，用于判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；
功率调整装置，其与所述太阳能电池板信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为是时，调整所述太阳能电池板的输出电信号的最大功率点；
频率调整装置，其与所述单相交流水泵信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为是时，调整所述单相交流水泵的运行频率；
延时装置，其与所述启动装置信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为否时，延时预订时间，然后所述启动装置重新开启。
其还包括一手动开关，其与所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器的工作开关信号连接，用于手动开启或关闭整个太阳能独立供电的单相水泵逆变器。
使用时，太阳能电池板产生直流电，输入到升压模块中，所述升压控制单元控制所述升压模块对该直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，然后将升压后的直流电信号传输至所述逆变模块，所述逆变控制单元控制所述逆变模块将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号后输出至单相交流水泵；所述判断单元判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；如日照充分，则所述判断单元的判断结果为是，所述功率调整单元调整所述太阳能电池板的输出直流电信号的最大功率点，所述频率调整单元，调整所述单相交流水泵的运行频率；如日照不充分，如阴雨天或夜晚，则所述判断单元的判断结果为否，所述延时单元延时十分钟，然后所述启动单元重新开启整个单项水泵逆变器，再重新判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz，以此实现智能化操作，无需人工管理。
实施例二：
如图2所示，本实施例提供一种实施例一所述的太阳能独立供电的单相水泵逆变器的逆变方法，其包括以下步骤：
S1、试启动；
S2、接收太阳能电池板输出的直流电信号；
S3、将所述直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，输出升压后的直流电信号；
S4、将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号后输出至所述单相交流水泵；
S5、判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；
S61、如判断结果为是，调整所述太阳能电池板输出的直流电信号的最大功率点；
S7、调整所述单相交流水泵的运行频率，然后，回至S5；
S62、如判断结果为否，延时预订时长（例如10分钟），然后回到S1，重新试启动，如此循环往复，实现智能逆变和输出。
Claims (5)
1.一种太阳能独立供电的单相水泵逆变器，其特征在于：其包括升压模块、逆变模块和用于控制所述升压模块和逆变模块的控制器， 所述升压模块的电输入端和太阳能电池板的电输出端连接，用于对所述太阳能电池板输出的直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，所述升压模块的电输出端与所述逆变模块的电输入端连接，所述逆变模块的电输出端与单相交流水泵的电输入端连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能独立供电的单相水泵逆变器，其特征在于：所述控制器包括：
启动装置，其与所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器的工作开关信号连接；
升压控制装置，其与所述升压模块信号连接，用于控制所述升压模块对所述直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，输出升压后的直流电信号；
逆变控制装置，其与所述逆变模块信号连接，用于控制所述逆变模块将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号；
判断装置，其与所述单相交流水泵信号连接，用于判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；
功率调整装置，其与所述太阳能电池板信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为是时，调整所述太阳能电池板的输出电信号的最大功率点；
频率调整装置，其与所述单相交流水泵信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为是时，调整所述单相交流水泵的运行频率；
延时装置，其与所述启动装置信号连接，用于当所述判断装置的判断结果为否时，延时预订时间，然后所述启动装置重新开启。
3.根据权利要求2所述的太阳能独立供电的单相水泵逆变器，其特征在于：其还包括一手动开关，其与所述太阳能独立供电的单相水泵逆变器的工作开关信号连接。
4.一种太阳能独立供电的单相水泵逆变器的逆变方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、试启动；
S2、接收太阳能电池板输出的直流电信号；
S3、将所述直流电信号进行最大功率跟踪和电压提升，输出升压后的直流电信号；
S4、将所述升压后的直流电信号逆变为单相交流电信号并输出至所述单相交流水泵；
S5、判断所述单相交流水泵的运行频率是否大于25Hz；
S61、如判断结果为是，调整所述太阳能电池板输出的直流电信号的最大功率点；
S7、调整所述单相交流水泵的运行频率，然后，回至S5；
S62、如判断结果为否，延时预订时长，然后回到S1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述预订时长为10分钟。
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