CN202334348U

CN202334348U - 直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器

Info

Publication number: CN202334348U
Application number: CN2011204704886U
Authority: CN
Inventors: 冯益安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-23

Abstract

直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器涉及一种并网逆变器，此逆变器能够把直流电能转化为与交流信号同频、同压、同相或反相的交流电能设备且能解决PWM波形的畸变问题。本申请技术方案线路组成包括：交流电vi、直流电源VAA、VBB、VCC、滤波电容C1、互感器RL或负载R、输出1、输出2,其中交流电vi的有效电压为v0峰值电压为vm,直流电源VAA的电压大于等于交流电vi的峰值电压vm,VBB等于VCC等于VAA,线路组成特征是：交流电vi的负极或正极和VCC的正极串联后VCC负极接互感或负载的一端；VBB和VAA串联后形成的电池组正极接交流电vi的正极或负极，VBB和VAA串联后形成的电池组负极接滤波电容C1、C1接互感RL(或负载)，其中互感RL或负载两端分别连接输出1和输出2。此逆变电源可实现同相、同频、无谐波、高效率并网。

Description

直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器

技术领域：涉及直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器。

背景技术：

目前的逆变器主要通过PWM发生器，产生SPWM正弦波，通过大功率开关通断实现直流变交流的逆变。但目前SPWM正弦波存在如下缺陷：1，非连续性。模拟正弦波是连续的，PWM波形是间断的。理论上通过PWM转换后形成的数字PWM正弦波需要滤波变成模拟正弦波才能完美得以运用，但是，要提高PWM波形的近似连续性就必须增大开关电源的通断频率，但开关电源通断频率的提高会消耗直流电能从而会影响逆变效率，所以开关电源频率与逆变效率之间有一个平衡值，在波形和能耗之间取一个相对合理值。2，无法消除波形的畸变。理论上通过PWM转换后形成的数字PWM正弦波需要滤波变成模拟正弦波，但是滤波电路的真正功能是滤去杂波和谐波，不能滤去主波。而PWM波是主波，非连续性是由开关通断产生的，波形失真是功能性，是与生俱来的，滤波电路不能完全滤去因此PWM波的波形问题成了PWM波逆变器的缺陷，在大功率并网方面缺陷更为明显。所以可以说目前的PWM数字波形在大功率并网领域已近似接近极限。利用电网已有的波形进行放大后并网，是直流变交流的另一种方式，这种信号正弦波完全是连续性的，并且频率和相位随电网变化，几乎做到与电网完全同步，在并网电能质量方面效果显著，但是由于逆变效率低及功率较小，目前这种方式并不被人们看重。三极管具有信号放大作用，能把直流电能转化为交流电能，但是三极管功率太小，转化效率低。不能满足逆变电源的需求。

发明内容：

在大型并网逆变电源或逆变电路中，需要从电网或者从用电线路获取一交流信号的变化量作为参考值，然后对用电信号加以放大满足逆变电源与电网同频、同相、同压的并网要求。PWM波逆变器存在波形畸变缺陷及难以实现大功率设备。电网信号包括即时频率、即时相位和即时电压，电网没有绝对的稳定性，频率、电压都有一个变化范围，只有以电网适时并网点的电流同频、同相、同压的电流信号作为参考值和对比值，才能产生高质量的交流电，因此，本发明涉及一种用电网适时电压作为逆变电路的阻力，把直流电能转化为与交流信号同频、同压、同相或反相的交流电能的电路或设备。

本发明采取的技术方案线路组成包括：交流电vi、直流电源VAA、VBB、VCC、滤波电容C1、互感器RL或负载R、输出1、输出2,其中交流电vi的有效电压为v0峰值电压为vm,直流电源VAA的电压大于等于交流电vi的峰值电压vm,VBB的电压等于VCC的电压等于VAA的电压,线路组成特征是：交流电vi的负极或正极和VCC的正极串联后VCC负极接互感或负载的一端；VBB和VAA串联后形成的电池组正极接交流电vi的正极或负极，VBB和VAA串联后形成的电池组负极接滤波电容C1、C1接互感RL(或负载)，其中互感RL或负载两端分别连接输出1和输出2。

以上方案输出1和输出2之间的电势差随交流电vi的变化不断变化，其中当交流电vi的电压值为最大峰值电压vm时，输出1和输出2之间的电势差为零，当vi为零时，输出1和输出2之间的电势差为峰值电压vm，当vi为负方向峰值电压时，输出1和输出2之间的电势差为2vm，二者之间的交流电变化规律与vi 反相,反相电压接负载或经互感器倒相后并入电网。

附图说明

附图1为方案的基本线路结构示意图。图2为显示输出端带中间抽头。图3为技术方案中负载电阻R取代互感RL。其中vi为交流电，VAA、VBB、VCC为直流电源，RL为互感器、C1为滤波电容；R为负载；输出1、输出2为电源输出接口。

具体实施方式

结合附图进行一下说明：附图1为技术方案的基本线路结构示意图。交流电vi（在图1中标注为市电输入），表示从电网中输入交流电作为交流电源。由于交流电的两极在某些条件下可以正负互换，所以对于交流电来说，很多情况下正极和负极都是根据线路情况确定，并且在本线路中交流电正负极互换对输出结果并没有影响，但对于VAA和VBB组成的电池组来说却是负极即低电位一端接负载，VAA和VBB组成的电池组的正极即高电位一端接交流电的正极或负极，为了明确起见，附图中表示的直流电源VAA和VBB组成的电池组的正极接交流电的正极。VCC提供偏执电压，其大小与VBB抵消。在实际操作和设计中把VAA的电压值设计成2vm便可以舍去VBB直流电源。VAA电位永远高于或等于vi的峰值电压vm,这样，当交流电vi的电压值为最大峰值电压vm时，输出1和输出2之间的电势差为零，当vi为零时，输出1和输出2之间的电势差为峰值电压vm，当vi为负方向峰值电压时，输出1和输出2之间的电势差为2vm，二者之间的交流电变化规律与vi 反相,反相电压接负载或经互感器倒相后并入电网。输出端输出1和输出2中间互感RL若有中心抽头（如图2）并可以让中心抽头接地，与vi倒相的一端为输出1或输出2（根据变压器线圈的绕线方向不同）可以并入相线，中心抽头线接入电网中线。

图2所示电路为互感器带中心抽头，根据并网需要接入中线。

图3所示为输出1和输出2之间直接接负载R,直接用于负载，不需要和电网连接。但如果与电网连接，需接入互感RL进行电能转换。

综上所述：本发明采取的技术方案线路组成包括：交流电vi、直流电源VAA、VBB、VCC、滤波电容C1、互感器RL或负载R、输出1、输出2,其中交流电vi的有效电压为v0峰值电压为vm,直流电源VAA的电压大于等于交流电vi的峰值电压vm,VBB等于VCC等于VAA,线路组成特征是：交流电vi的负极或正极和VCC的正极串联后VCC负极接互感或负载的一端；VBB和VAA串联后形成的电池组正极接交流电vi的正极或负极，VBB和VAA串联后形成的电池组负极接滤波电容C1、C1接互感RL(或负载)，其中互感RL或负载两端分别连接输出1和输出2。

VAA和VBB组成的电池组的负极和VCC的负极之间可以直接接负载，组成非并网型逆变器。

如果Vi交流电由震荡电路产生，可以由此产生无源型独立逆变器或变频器的输出模块。

当VAA的电压大于等于2vm时，去掉直流电源VBB。

Claims

1.直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器，包括交流电vi、直流电源VAA、VBB、VCC、滤波电容C1、互感器RL或负载R、输出1、输出2,其中交流电vi的有效电压为v0峰值电压为vm,直流电源VAA的电压大于等于交流电vi的峰值电压vm,VBB的电压等于VCC的电压等于VAA的电压,线路组成特征是：交流电vi的负极或正极和VCC的正极串联后VCC负极接互感或负载的一端；VBB和VAA串联后形成的电池组正极接交流电vi的正极或负极，VBB和VAA串联后形成的电池组负极接滤波电容C1、C1接互感RL(或负载)，其中互感RL或负载两端分别连接输出1和输出2。

2.据权利要求1所述的直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器，其特征是：VAA和VBB组成的电池组的负极和VCC的负极之间可以直接接负载，组成非并网型逆变器。

3.据权利要求1所述的直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器，其特征是：Vi交流电由震荡电路产生，由此产生无源型独立逆变器或变频器的输出模块。

4.根据权利要求1所述的直流电源正极与交流电源串联形成的一种并网逆变器，其特征是：VAA的电压大于等于2vm时，去掉直流电源VBB。