專利名稱：一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
涉及一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器。
背景技術(shù)：
:目前的逆變器主要通過(guò)PWM發(fā)生器，產(chǎn)生SPWM正弦波，通過(guò)大功率開關(guān)通斷實(shí)現(xiàn)直流變交流的逆變。但目前SPWM正弦波存在如下缺陷:1，非連續(xù)性。模擬正弦波是連續(xù)的，PWM波形是間斷的。理論上通過(guò)PWM轉(zhuǎn)換后形成的數(shù)字PWM正弦波需要濾波變成模擬正弦波才能完美得以運(yùn)用，但是，要提高PWM波形的近似連續(xù)性就必須增大開關(guān)電源的通斷頻率，但開關(guān)電源通斷頻率的提高會(huì)消耗直流電能從而會(huì)影響逆變效率，所以開關(guān)電源頻率與逆變效率之間有一個(gè)平衡值，在波形和能耗之間取一個(gè)相對(duì)合理值。2，無(wú)法消除波形的畸變。理論上通過(guò)PWM轉(zhuǎn)換后形成的數(shù)字PWM正弦波需要濾波變成模擬正弦波，但是濾波電路的真正功能是濾去雜波和諧波，不能濾去主波。而PWM波是主波，非連續(xù)性是由開關(guān)通斷產(chǎn)生的，波形失真是功能性，是與生俱來(lái)的，濾波電路不能完全濾去因此PWM波的波形問(wèn)題成了PWM波逆變器的缺陷，在大功率并網(wǎng)方面缺陷更為明顯。所以可以說(shuō)目前的PWM數(shù)字波形在大功率并網(wǎng)領(lǐng)域已近似接近極限。利用電網(wǎng)已有的波形進(jìn)行放大后并網(wǎng)，是直流變交流的另一種方式，這種信號(hào)正弦波完全是連續(xù)性的，并且頻率和相位隨電網(wǎng)變化，幾乎做到與電網(wǎng)完全同步，在并網(wǎng)電能質(zhì)量方面效果顯著，但是由于逆變效率低及功率較小，目前這種方式并不被人們看重。三極管具有信號(hào)放大作用，能把直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能，但是三極管功率太小，轉(zhuǎn)化效率低。不能滿足逆變電源的需求
發(fā)明內(nèi)容
:在大型并網(wǎng)逆變電源或逆變電路中，需要從電網(wǎng)或者從用電線路獲取一交流信號(hào)的變化量作為參考值，然后對(duì)用電信號(hào)加以放大滿足逆變電源與電網(wǎng)同頻、同相、同壓的并網(wǎng)要求。PWM波逆變器存在波形畸變?nèi)毕菁半y以實(shí)現(xiàn)大功率設(shè)備。電網(wǎng)信號(hào)包括即時(shí)頻率、即時(shí)相位和即時(shí)電壓，電網(wǎng)沒(méi)有絕對(duì)的穩(wěn)定性，頻率、電壓都有一個(gè)變化范圍，只有以電網(wǎng)適時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)的電流同頻、同相、同壓的電流信號(hào)作為參考值和對(duì)比值，才能產(chǎn)生高質(zhì)量的交流電，因此，本發(fā)明涉及一種用電網(wǎng)適時(shí)電壓作為逆變電路的阻力，把直流電能轉(zhuǎn)化為與交流信號(hào)同頻、同壓、同相或反相的交流電能的電路或設(shè)備。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:從電網(wǎng)接入交流電A、B、C三相，取三相中的任意兩相或任意一相與中線，兩兩組合成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容Cl串聯(lián)后接輸出I或接互感RL ;另一極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，互感RL接輸出I和輸出2 ;負(fù)載或者互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電壓大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓。本發(fā)明米取的另一種方案是:從電網(wǎng)接入交流電A、B、C 二相,取二相中的任意兩相或任意一相與中線組成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容Cl串聯(lián)后接輸出I或接互感RL ;另一極接直流電源VCC正極，VCC負(fù)極接VBB負(fù)極，VBB正極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，輸出I和輸出2之間接負(fù)載或互感RL，互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電流大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓，VAA電壓等于VBB電壓等于VCC電壓。結(jié)果是:輸出I和輸出2之間形成連續(xù)變化的電勢(shì)差，與輸入市電電壓即電勢(shì)差的變化反相。


附圖1為第一種方案的基本線路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為顯示第一種方案輸出端帶中間抽頭；圖3為第一種方案中負(fù)載電阻R取代互感RL ;圖4為第二種方案結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為第二種方案的變形結(jié)構(gòu)。其中vi為交流電，VAA、VBB、VCC為直流電源，RL為互感器、Cl為濾波電容；0點(diǎn)為零電位參照點(diǎn)；輸出1、輸出2為電源輸出接口。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖進(jìn)行一下說(shuō)明:附圖1為第一種方案的基本線路結(jié)構(gòu)示意圖。交流電Vi (在圖1中標(biāo)注為市電輸入)，表示從電網(wǎng)中輸入交流電作為交流電源。Vi與VAA的負(fù)極在等勢(shì)點(diǎn)或者零電位比較點(diǎn)0(圖1表示的是GND點(diǎn)，以下同)并聯(lián)或串聯(lián)，圖1中表示的是并聯(lián)，即交流電負(fù)極接VAA的負(fù)極。由于交流電的兩極在某些條件下可以正負(fù)互換，所以對(duì)于交流電來(lái)說(shuō)，很多情況下正極和負(fù)極都是根據(jù)線路情況確定，并且在本線路中互換對(duì)輸出結(jié)果并沒(méi)有影響，所以接等勢(shì)點(diǎn)O點(diǎn)(GND接地點(diǎn))的vi可以是任意一極，但對(duì)于VAA來(lái)說(shuō)卻是負(fù)極即低電位一端接零電位O點(diǎn)(GND接地點(diǎn)，以下同),VAA的正極即高電位一端電位永遠(yuǎn)高于或等于vi的峰值電壓vm，這樣，當(dāng)vi的電位升至vm時(shí)，和VAA電位相同，二者之間無(wú)電位差更無(wú)電流輸出，當(dāng)vi的電壓值從峰值電壓不斷減小時(shí)，其與VAA的電勢(shì)差同步增大，當(dāng)vi電壓值降至零電位時(shí)，其與VAA的電位差值便是峰值電壓vm，當(dāng)vi變成負(fù)值時(shí)，其與VAA正極的電位差便大于vm,當(dāng)vi降至vm時(shí)，其與VAA的正極電位差就是2vm,因此，當(dāng)vi的一極與直流電源的負(fù)極在零電位相接時(shí)，vi的另一極和直流電源VAA的正極電位差就會(huì)隨著vi的電位而變化，變化區(qū)間在0-2vm之間，相位與vi反相。輸出端輸出I和輸出2中間互感RL若有中心抽頭(如圖2)并可以讓中心抽頭接地，與vi倒相的一端為輸出I或輸出2 (根據(jù)變壓器線圈的繞線方向不同)可以并入相線，中心抽頭線接入電網(wǎng)中線。圖2所示電路為互感器帶中心抽頭，根據(jù)并網(wǎng)需要接入中線。圖3所示為輸出I和輸出2之間直接接負(fù)載R，直接用于負(fù)載，不需要和電網(wǎng)連接?？梢越M成非并網(wǎng)型逆變器。但如果與電網(wǎng)連接，需接入互感RL進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。圖4為第二種方案的基本結(jié)構(gòu)示意圖。和圖1比較，圖4增加了 VBB和VCC，原理是給交流電特別是像市電這種帶有中線的接入方式，VCC的作用是給交流電Vi加偏置電壓，使vi的電壓工作在正向狀態(tài)，即在0-2vm問(wèn)變化，相應(yīng)的VBB和VAA串聯(lián)形成大于等于2vm的電壓，這樣VBB的作用就是和VAA串聯(lián)形成更大的直流電壓2vm，所以在實(shí)際操作和設(shè)計(jì)中把VAA的電壓值設(shè)計(jì)成2vm便可以舍去VBB.圖4所示的第二種線路組成方案運(yùn)行原理和過(guò)程與第一種方案完全一致。圖5為第二種方案的變形結(jié)構(gòu)，與圖4類似。綜上所述:本發(fā)明采取的第一種技術(shù)方案是:從電網(wǎng)接入交流電A、B、C三相，取三相中的任意兩相或任意一相與中線，兩兩組合成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容Cl串聯(lián)后接輸出I或接互感RL ;另一極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，互感RL接輸出I和輸出2 ;負(fù)載或者互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電壓大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓。本發(fā)明采取的第二種技術(shù)方案是:從電網(wǎng)接入交流電A、B、C三相，取三相中的任意兩相或任意一相與中線組成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容Cl串聯(lián)后接輸出I或接互感RL ;另一極接直流電源VCC正極，VCC負(fù)極接VBB負(fù)極，VBB正極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，輸出I和輸出2之間接負(fù)載或互感RL，互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電流大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓，VAA電壓等于VBB電壓等于VCC電壓。VAA正極和vi正極或負(fù)極之間可以直接接負(fù)載，組成非并網(wǎng)型逆變器。如果Vi交流電由震蕩電路產(chǎn)生，可以由此產(chǎn)生無(wú)源型獨(dú)立逆變器或變頻器的輸出模塊。第二種方案在VAA的電壓大于等于2vm時(shí)，去掉直流電源VBB。
權(quán)利要求
1.一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器，其特征是:從電網(wǎng)接入交流電A、B、C三相，取三相中的任意兩相或任意一相與中線，兩兩組合成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容Cl串聯(lián)后接輸出I或接互感RL ;另一極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，互感RL接輸出I和輸出2;負(fù)載或者互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電壓大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓。
2.一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器，其特征是:從電網(wǎng)接入交流電A、B、C三相，取三相中的任意兩相或任意一相與中線組成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容Cl串聯(lián)后接輸出I或接互感RL ;另一極接直流電源VCC正極，VCC負(fù)極接VBB負(fù)極，VBB正極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，輸出I和輸出2之間接負(fù)載或互感RL，互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電流大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓，VAA電壓等于VBB電壓等于VCC電壓。
3.據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器，其特征是:VAA正極和Vi正極或負(fù)極之間可以直接接負(fù)載，組成非并網(wǎng)型逆變器。
4.據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器，其特征是:Vi交流電由震蕩電路產(chǎn)生，由此產(chǎn)生無(wú)源型獨(dú)立逆變器或變頻器的輸出模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器，其特征是:VAA的電壓大于等于2vm時(shí)，去掉直流電源VBB。
全文摘要
一種交流信號(hào)阻力型并網(wǎng)逆變器涉及一種并網(wǎng)逆變器，此逆變器能夠把直流電能轉(zhuǎn)化為與交流信號(hào)同頻、同壓、同相或反相的交流電能設(shè)備且能解決PWM波形的畸變問(wèn)題。技術(shù)方案是從電網(wǎng)接入交流電A、B、C三相，取三相中的任意兩相或任意一相與中線，兩兩組合成單相交流電源的正負(fù)兩極，其中一極與電容C1串聯(lián)后接輸出1或接互感RL；另一極接直流電源VAA的負(fù)極，VAA的正極接輸出2或互感RL，互感RL接輸出1和輸出2；負(fù)載或者互感RL的倒相電流并入電網(wǎng)，其中直流電源VAA的電壓大于等于接入交流市電電壓的峰值電壓。此逆變器可實(shí)現(xiàn)同相、同頻、無(wú)諧波、高效并網(wǎng)。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103107554SQ201110358249
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月13日
發(fā)明者馮益安 申請(qǐng)人:馮益安