CN213937797U - 基于光伏供电的电机驱动型家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于光伏供电的电机驱动型家用电器，包括家用电器本体和光伏装置，家用电器本体通过变频装置连接光伏装置，光伏装置安装在房屋结构上，光伏装置通过线缆连接至变频装置，变频装置连接室内空开或至少一个家用电器。本实用新型不仅可以采取市电作为电源，也可以采用光伏装置作为电源，而且可以为单个的家用电器供电，也可以给整个家庭的家用电器提供电能，从而能更加节省费用，要更加环保。可以使得普通用户，甚至包括偏远农村家庭在炎炎夏日无限制地使用空调，洗衣机等家用电器。除了太阳能板及家用电器自身外，几乎无需增加普通用户的前期成本投入。另外，本实用新型在这方面可以为农用的情形提供另一种可选择的渠道。

Description

基于光伏供电的电机驱动型家用电器

技术领域

本实用新型涉及基于光伏供电的家用电器。

背景技术

太阳能发电被誉为是理想的能源，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。目前的家用电器都是通过市电作为电源，或者住在顶层或者楼层较高的用户，极个别的家用电器可以采用太阳能供电的，例如太阳能热水器；但是，家用电器绝大部分的用电还是采用市电。除了少数发达国家，大多地区电费相对昂贵。以美国为例，几乎所有家庭或公共场合，中央空调都是24小时开启，造成了巨大的地球资源浪费。在中国的一线城市，很多家庭尤其老人还是舍不得使用空调等家用电器。无论从节能环保，还是电费的使用成本而言，

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供基于光伏供电的电机驱动型家用电器，使得除了光伏太阳能板外，普通家庭一次性前期投入几乎无需增加。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：基于光伏供电的家用电器，其特征是，包括家用电器本体和光伏装置，所述家用电器本体通过变频装置连接光伏装置，所述光伏装置安装在房屋结构上，所述光伏装置通过线缆连接至变频装置，所述变频装置连接室内空开或至少一个家用电器。

进一步的；变频装置设置在房屋内部。

进一步的；光伏装置设置在屋顶。

进一步的；光伏装置设置在房屋外立面。

进一步的；光伏装置设置在房屋窗户上。

进一步的；光伏装置设置在房屋雨棚上。

进一步的；变频装置包含防雷击电路、储能滤波电路、逆变电路、 DCDC电源电路以及主控电路，所述光伏装置的输出端与防雷击电路连接，防雷击电路的输出端与储能滤波电路连接，储能滤波电路的输出端连接至逆变电路输入端以及DCDC电源电路输入端，逆变电路输出端与车载通风设备相连，DCDC电源电路输出端连接至主控电路上，主控电路连接逆变电路。

进一步的；光伏装置包括光伏太阳能板，光伏太阳能板用于将太阳能转换为不稳定电能。

进一步的；防雷击电路包括压敏电阻，所述压敏电阻和光伏太阳能板并联。

进一步的；储能滤波电路包括至少两个电容，所述至少两个电容并联连接。

综上所述，本实用新型的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，不仅可以采取市电作为电源，也可以采用光伏装置作为电源，而且本实用新型的光伏装置可以为单个的家用电器供电，也可以给整个家庭的家用电器提供电能，从而能更加节省费用，要更加环保。另外，本实用新型在这方面可以为农用的情形提供另一种可选择的渠道，例如，农用房屋或者需要用电的农用建筑可以直接采用本实用新型的光伏装置安装在房屋结构上，再通过变频器连接房屋结构内的电器进行取电，实现太阳能民用供电。

本实用新型基于节能环保和电费使用成本过高的双重考虑，尤其在夏季和冬季，很多普通的家庭中舍不得使用功率稍大型家用电器比如空调。本专利将逐渐改变普通家庭的生活习惯，无限制地使用太阳能资源，可以很大程度上提高居家的生活品质。

附图说明

图1为本实用新型的光伏装置布局结构示意图。

图2为本实用新型的光伏装置安装在窗框结构示意图。

图3为本实用新型的光伏装置安装在屋顶结构示意图。

图4为本实用新型的结构框架示意图。

图5为本实用新型变频装置的控制原理框图。

图6为本实用新型变频装置的控制电气接线图。

图7为本实用新型变频装置的DCDC电源原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-7所示，基于光伏供电的电机驱动型家用电器，包括家用电器本体11和光伏装置12，家用电器本体11通过变频装置13连接光伏装置12，光伏装置12安装在房屋14结构上，光伏装置12通过线缆连接至变频装置13，变频装置13连接室内空开15或至少一个家用电器。目前，家用电器通常都是采用市电作为供电电源的，市电也就是从政府的电网里面提取的电力资源；通常房屋内部都是安装好供电插座或者空开15，空开15可以视为整套房屋的电源总闸，打开空开15，房屋内部的所有插座就视为能作为家用电器的电源，关闭空开15，房屋内部的所有插座就视为不能作为家用电器的电源。在现有技术中，房屋内部的空开15是直接连接电网供电的，这对于城市建筑来说是不存在任何障碍，但是对于乡村的农用房屋或者其他农用建筑来说，要连接城市电网或者另外拉电线则非常不方便，本实用新型在这方面可以为农用的情形提供另一种可选择的渠道，例如，农用房屋或者需要用电的农用建筑可以直接采用本实用新型的光伏装置安装在房屋结构上，再通过变频器连接房屋结构内的电器进行取电，实现太阳能民用供电。

作为一种优选的方式，本实用新型的空开15能够设置为既能连接市电，又能连接光伏装置12，在市电和光伏之间可以设置选择开关，能相互切换这两个供电方式。

当空开15通过光伏装置12供电时，空开15和光伏装置12设置有变频装置13，作为优先的，变频装置设置在房屋内部，例如安装在室内的变电箱(空开箱)内。

光伏装置12包括光伏太阳能板121，光伏太阳能板121用于将太阳能转换为不稳定电能；变频装置13能从光伏太阳能板中接收到不稳定电能并且将该不稳定电能转换成稳定的电能后将电能输送至空开15，从而保证了家用电器本体11能获得稳定的电能，从而对家用电器本体11进行保护，能提高家用电器本体11实用寿命。当光伏装置12直接给空开15供电时，整个房屋内部的家用电器本体11 都能视为可以用过光伏装置12供电，也就大大的节省了市电电费的开支，同时也避免了拉电线带来的不便。当然在另外一些实施例中，光伏装置12也是能直接作为给家用电器本体11供电的电源，直接给某一个家用电器本体11供电。而当空开15直接连接市电的连接结构，是现有技术的，故不再复述。

光伏装置12在房屋外表面，例如屋顶21、房屋外立面22、房屋窗户23、房屋雨棚24上、房门25上等；这些地方可以充分的接收到太阳能光并转化为电能。

在一些方式中，如图2所示，光伏太阳能板121直接采用钢架 31固定的方式固定在屋顶21，钢架31包括第一支撑杆311、第二支撑杆312和第三支撑杆313，第一支撑杆311、第二支撑杆312和第三支撑杆313之间形成三角形结构，光伏太阳能板121固定在第一支撑杆311上，作为优先的，第一支撑杆311倾斜设置，这样子设计能使得光伏太阳能板121获取到更多的太阳能，另外，两相邻的两第二支撑杆312之间设置有加强杆314，能使得整个结构更加牢固。

在一些方式中，如图1所示，太阳能光伏板可以采用贴片式的方式，覆盖在房屋雨棚24的顶面或者房屋外立面22，不需要全覆盖，房屋雨棚24为了防雨通常为弧形设计，光伏太阳能板121可以沿着房屋雨棚24的弧度安装在雨棚24表面，根据形状设计合适即可，也可以直接贴合在房屋外立面22上。

在一些方式中，光伏太阳能板121通过窗框固定的方式安装在窗口处，光伏太阳能板121可以和窗框转动连接，例如通过铰链等方式将光伏太阳能板121的上边缘安装在窗框的一侧，当光伏太阳能板 121如图1所示像窗户板一样打开的时候，确保光伏太阳能板121能够充分采集到阳光即可，例如，如图3所示，所述光伏装置12可以包括窗框架41，窗框架41上设置有光伏太阳能板121，光伏太阳能板121能如同窗门一样开合移动，倾斜的时候，能获取到较多的太阳能。

在一些方式中，光伏装置14设置在房门25上，例如，房门 25上设有门框，光伏太阳能板121安装在门框内，作为优选，光伏太阳能板121可以如上一段所述的，和门框可转动连接，从而能够形成倾斜的角度，便于接收太阳能

变频装置13包含防雷击电路、储能滤波电路、逆变电路、DCDC 电源电路以及主控电路，光伏装置12的输出端与防雷击电路连接，防雷击电路的输出端与储能滤波电路连接，储能滤波电路的输出端连接至逆变电路输入端以及DCDC电源电路输入端，逆变电路输出端与空开15相连，DCDC电源电路输出端连接至主控电路上，主控电路连接逆变电路；防雷击电路包括压敏电阻，压敏电阻和太阳能板并联，压敏电阻对电源输入端进行保护，防止板子遭受雷击或冲击时损坏。

本实用新型的变频装置13可以采用以下方案：变频装置连接在太阳能板和由电机驱动的负载之间，变频装置包含防雷击电路、储能滤波电路、逆变电路、DCDC电源电路以及主控电路，太阳能板的输出接到所述变频装置的输入上，所述变频装置的输出接到所述电机系统U、V、W三相电机线上。所述太阳能板用于将太阳能转换为不稳定电能，由多个太阳能电池片按组装的组装件,是太阳能发电系统中的核心部分。

如图4所示所述变频装置包括：防雷击电路2、储能滤波电路3、 DCDC电源电路6、主控电路7、逆变电路4。所述防雷击电路2与所述太阳能板1的输出端连接，所述防雷击电路2还与所述储能滤波电路3连接，所述储能滤波电路3连接至所述逆变电路4输入端以及所述DCDC电源电路6输入端；所述逆变电路4输出端直接与所述电机 5相连；所述DCDC电源电路6输出端连接至所述主控电路7上；所述主控电路7连接至逆变电路4的MOS/IGBT上。所述防雷击电路2 包括压敏电阻，压敏电阻和太阳能板并联，压敏电阻对电源输入端进行保护，防止板子遭受雷击或冲击时损坏。所述储能滤波电路3包括至少两个电容，所述电容为电容量相似的电解质电容并联连接，储存能量以应对在太阳能光照不足时给电机启动和运行提供电能，并在太阳能不稳定时保持稳定的电压。所述逆变电路4，包括至少三组分别由两个MOS/IGBT并联组成的功能单元，在MCU芯片控制下将直流电逆变成不同频率交流电供给电机转速可控运转。所述主控电路7包括 MCU和阻容，在MCU芯片中输入常规的控制程序，来控制逆变电路中的MOS/IGBT导通开关时间，及对各项模拟量、开关量和温度检测等的处理来完成变频装置的各项控制功能。

如图5所述DCDC电源电路包括电源芯片，所述电源芯片的外围设有的电感和电阻器件，储能滤波电路储存的直流电源经过时钟电路与电源芯片的引脚1(VIN)引脚2(ILIM)相连，电源芯片的引脚7 (BS)串联一个电阻R92,电容C54与电源芯片的引脚8(SW)相连后再串联一个二极管D10后接地，电源芯片的引脚8(SW)连接一个负载L3后与电源芯片的引脚5(OUT)，然后与一个电容C55接地，电源芯片的引脚5(OUT)和电源芯片的引脚4(FB)并联一个电阻R91, 一个电容C53后连接一个电阻R89接地。输出12V电压。此12V电压主要是给逆变电路中的MOS/IGBT提供驱动电源以及给控制电路提供电源。

如图2所示的实施例中，主要原理是太阳能板提供功不稳定的直流电，通过储能滤波模块储存少许有一定的稳定电压，再使用DCDC 电源模块产生控制电源给主控电路中的MCU供电，最终通过在MCU中植入算法程序来控制逆变器以输出不同频率的交流电来控制电机。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征是，包括家用电器本体和光伏装置，所述家用电器本体通过变频装置连接光伏装置，所述光伏装置安装在房屋结构上，所述光伏装置通过线缆连接至变频装置，所述变频装置连接室内空开或至少一个家用电器。

2.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述变频装置设置在房屋内部。

3.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述光伏装置设置在屋顶。

4.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述光伏装置设置在房屋外立面。

5.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述光伏装置设置在房屋窗户上。

6.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述光伏装置设置在房屋雨棚上。

7.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述变频装置包含防雷击电路、储能滤波电路、逆变电路、DCDC电源电路以及主控电路，所述光伏装置的输出端与防雷击电路连接，防雷击电路的输出端与储能滤波电路连接，储能滤波电路的输出端连接至逆变电路输入端以及DCDC电源电路输入端，逆变电路输出端与车载通风设备相连，DCDC电源电路输出端连接至主控电路上，主控电路连接逆变电路。

8.根据权利要求1所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述光伏装置包括光伏太阳能板，光伏太阳能板用于将太阳能转换为不稳定电能。

9.根据权利要求7所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述防雷击电路包括压敏电阻，所述压敏电阻和光伏太阳能板并联。

10.根据权利要求7所述的基于光伏供电的电机驱动型家用电器，其特征在于：所述储能滤波电路包括至少两个电容，所述至少两个电容并联连接。

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