專利名稱：太陽能獨立供電的單相水泵逆變器及逆變方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能獨立供電的單相水泵逆變器及逆變方法，可應(yīng)用于新能源、農(nóng)業(yè)灌溉、飲用水供水、地下水供水等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
世界上至今還存在著大量的缺電甚至無電地區(qū)，像中國的西北和西南地區(qū)，印度、巴基斯坦、南非等國家，在這些地方，飲用水問題同樣是個大問題。由于沒有很好的飲用水源，疾病很容易蔓延，給當(dāng)?shù)厝藗兊纳钤斐闪撕艽蟮睦_。用太陽能發(fā)電來驅(qū)動水泵從地下提水作為飲用水，是一種很好的解決辦法。太陽能是一種綠色清潔能源，是化石能源的有益補(bǔ)充，充分利用太陽能有助于節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此各個國家都大力提倡利用太陽能，例如德國，日本，意大利等發(fā)達(dá)國家，中國也制定了一系列的政策鼓勵使用太陽能、風(fēng)能等清潔能源。目前，用太陽能驅(qū)動電泵來抽水需要將太陽能產(chǎn)生的直流電逆變?yōu)榻涣麟妬眚?qū)動交流電機(jī)，逆變裝置稱為太陽能水泵逆變器。常用的水泵有三相交流水泵和單相交流水泵，家庭使用的水泵大部分是單相交流水泵。而現(xiàn)有的太陽能逆變器可以為直流水泵和三相交流水泵供電，而沒有適合為單相交流水泵提供電能的太陽能逆變器。因此，只能通過市電為單相交流水泵供電。具體的，是因為單相交流水泵在啟動瞬時需要消耗大量電能，而太陽能電池板輸出電量不穩(wěn)定，且能量有限，所以，現(xiàn)有的單相交流逆變器不能和太陽能電池板結(jié)合為單相交流水泵供電，只有市電才可以在瞬間提供足夠的電能使單相交流水泵啟動。這樣，既會增加市電消耗，又增加了使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。尤其是一些經(jīng)常停電的偏遠(yuǎn)山區(qū)，一些第三世界國家的無電地區(qū)、或者取市電不方便的游牧民族，需要使用單相交流水泵抽水就不方便。這是太陽能驅(qū)動水泵抽水技術(shù)的一個長期以來得不到解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要針對背景技術(shù)提到的問題，提供一種可單獨為單相交流水泵供電的新型太陽能獨立供電的單相水泵逆變器及逆變方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，其包括升壓模塊、逆變模塊和用于控制所述升壓模塊和逆變模塊的控制器，所述升壓模塊的電輸入端和太陽能電池板的電輸出端連接，用于對所述太陽能電池板輸出的直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，所述升壓模塊的電輸出端與所述逆變模塊的電輸入端連接，所述逆變模塊的電輸出端與單相交流水泵的電輸入端連接。所述控制器包括:
啟動裝置，其與所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的工作開關(guān)信號連接；
升壓控制裝置，其與所述升壓模塊信號連接，用于控制所述升壓模塊對所述直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，輸出升壓后的直流電信號； 逆變控制裝置，其與所述逆變模塊信號連接，用于控制所述逆變模塊將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘枺?br>
判斷裝置，其與所述單相交流水泵信號連接，用于判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz ；
功率調(diào)整裝置，其與所述太陽能電池板信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為是時，調(diào)整所述太陽能電池板的輸出電信號的最大功率點；
頻率調(diào)整裝置，其與所述單相交流水泵信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為是時，調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率；
延時裝置，其與所述啟動裝置信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為否時，延時預(yù)訂時間，然后所述啟動裝置重新開啟。所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，:其還包括一手動開關(guān)，其與所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的工作開關(guān)信號連接。一種太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的逆變方法，其包括以下步驟:
51、試啟動；
52、接收太陽能電池板輸出的直流電信號；
53、將所述直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，輸出升壓后的直流電信號；
54、將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘枺?br>
55、判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz；
561、如判斷結(jié)果為是，調(diào)整所述太陽能電池板輸出的直流電信號的最大功率點；
S7、調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率，然后，回至S5 ；
562、如判斷結(jié)果為否，延時預(yù)訂時長，然后回到SI。所述預(yù)訂時長為10分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下優(yōu)點:
本發(fā)明用于驅(qū)動單相交流水泵，并集成太陽能的最大功率跟蹤控制，可實現(xiàn)太陽能組件和單相交流水泵的連接，使得太陽能組件可以單獨為單相交流水泵供電，突破了傳統(tǒng)的技術(shù)瓶頸，可廣泛應(yīng)用于廣大的農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)，徹底解決吃水難的問題。
圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明實施例二的流程示意圖。
具體實施例方式實施例一:
如圖1所示，本實施例之太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，其特征在于:其包括升壓模塊、逆變模塊和用于控制所述升壓模塊和逆變模塊的控制器，所述升壓模塊的電輸入端和太陽能電池板的電輸出端連接，用于對所述太陽能電池板輸出的直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，所述升壓模塊的電輸出端與所述逆變模塊的電輸入端連接，所述逆變模塊的電輸出端與單相交流水泵的電輸入端連接。所述控制器包括: 啟動裝置，其與所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的工作開關(guān)信號連接；
升壓控制裝置，其與所述升壓模塊信號連接，用于控制所述升壓模塊對所述直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，輸出升壓后的直流電信號；
逆變控制裝置，其與所述逆變模塊信號連接，用于控制所述逆變模塊將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘枺?br>
判斷裝置，其與所述單相交流水泵信號連接，用于判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz ；
功率調(diào)整裝置，其與所述太陽能電池板信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為是時，調(diào)整所述太陽能電池板的輸出電信號的最大功率點；
頻率調(diào)整裝置，其與所述單相交流水泵信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為是時，調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率；
延時裝置，其與所述啟動裝置信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為否時，延時預(yù)訂時間，然后所述啟動裝置重新開啟。其還包括一手動開關(guān)，其與所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的工作開關(guān)信號連接，用于手動開啟或關(guān)閉整個太陽能獨立供電的單相水泵逆變器。使用時，太陽能電池板產(chǎn)生直流電，輸入到升壓模塊中，所述升壓控制單元控制所述升壓模塊對該直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，然后將升壓后的直流電信號傳輸至所述逆變模塊，所述逆變控制單元控制所述逆變模塊將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘柡筝敵鲋羻蜗嘟涣魉?；所述判斷單元判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz ;如日照充分，則所述判斷單元的判斷結(jié)果為是，所述功率調(diào)整單元調(diào)整所述太陽能電池板的輸出直流電信號的最大功率點，所述頻率調(diào)整單元，調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率；如日照不充分，如陰雨天或夜晚，則所述判斷單元的判斷結(jié)果為否，所述延時單元延時十分鐘，然后所述啟動單元重新開啟整個單項水泵逆變器，再重新判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz，以此實現(xiàn)智能化操作，無需人工管理。實施例二:
如圖2所示，本實施例提供一種實施例一所述的太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的逆變方法，其包括以下步驟:
51、試啟動；
52、接收太陽能電池板輸出的直流電信號；
53、將所述直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，輸出升壓后的直流電信號；
54、將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘柡筝敵鲋了鰡蜗嘟涣魉茫?br>
55、判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz；
561、如判斷結(jié)果為是，調(diào)整所述太陽能電池板輸出的直流電信號的最大功率點；
S7、調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率，然后，回至S5 ；
562、如判斷結(jié)果為否，延時預(yù)訂時長(例如10分鐘)，然后回到SI，重新試啟動，如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)智能逆變和輸出。
權(quán)利要求
1.一種太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，其特征在于:其包括升壓模塊、逆變模塊和用于控制所述升壓模塊和逆變模塊的控制器，所述升壓模塊的電輸入端和太陽能電池板的電輸出端連接，用于對所述太陽能電池板輸出的直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，所述升壓模塊的電輸出端與所述逆變模塊的電輸入端連接，所述逆變模塊的電輸出端與單相交流水泵的電輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，其特征在于:所述控制器包括: 啟動裝置，其與所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的工作開關(guān)信號連接； 升壓控制裝置，其與所述升壓模塊信號連接，用于控制所述升壓模塊對所述直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，輸出升壓后的直流電信號； 逆變控制裝置，其與所述逆變模塊信號連接，用于控制所述逆變模塊將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘枺? 判斷裝置，其與所述單相交流水泵信號連接，用于判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz ； 功率調(diào)整裝置，其與所述太陽能電池板信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為是時，調(diào)整所述太陽能電池板的輸出電信號的最大功率點； 頻率調(diào)整裝置，其與所述單相交流水泵信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為是時，調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率； 延時裝置，其與所述啟動裝置信號連接，用于當(dāng)所述判斷裝置的判斷結(jié)果為否時，延時預(yù)訂時間，然后所述啟動裝置重新開啟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，其特征在于:其還包括一手動開關(guān)，其與所述太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的工作開關(guān)信號連接。
4.一種太陽能獨立供電的單相水泵逆變器的逆變方法，其特征在于:包括以下步驟: 51、試啟動； 52、接收太陽能電池板輸出的直流電信號； 53、將所述直流電信號進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，輸出升壓后的直流電信號； 54、將所述升壓后的直流電信號逆變?yōu)閱蜗嘟涣麟娦盘柌⑤敵鲋了鰡蜗嘟涣魉茫? 55、判斷所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率是否大于25Hz； 561、如判斷結(jié)果為是，調(diào)整所述太陽能電池板輸出的直流電信號的最大功率點； S7、調(diào)整所述單相交流水泵的運(yùn)行頻率，然后，回至S5 ； 562、如判斷結(jié)果為否，延時預(yù)訂時長，然后回到SI。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述預(yù)訂時長為10分鐘。
全文摘要
一種太陽能獨立供電的單相水泵逆變器，其包括升壓模塊、逆變模塊和用于控制所述升壓模塊和逆變模塊的控制模塊，所述升壓模塊的電輸入端和太陽能電池板的電輸出端連接，所述升壓模塊的電輸出端與所述逆變模塊的電輸入端連接，所述逆變模塊的電輸出端與單相交流水泵的電輸入端連接；所述升壓模塊用于對所述太陽能電池板輸出的直流電進(jìn)行最大功率跟蹤和電壓提升，所述逆變模塊用于將所述升壓模塊輸出的直流電逆變成交流電來驅(qū)動單相交流水泵。本發(fā)明用于驅(qū)動單相交流水泵，并集成太陽能的最大功率跟蹤控制，可實現(xiàn)太陽能組件和單相交流水泵的連接，使得太陽能組件可以單獨為單相交流水泵供電，突破了傳統(tǒng)的技術(shù)瓶頸，可廣泛應(yīng)用于廣大的農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)，徹底解決吃水難的問題。
文檔編號H02M7/44GK103151945SQ20131008764
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者趙彥 申請人:珠海天兆新能源技術(shù)有限公司