通用变频器在太阳能水泵系统中的应用

09-08-2022

太阳能水泵系统又称太阳能水泵系统。其基本原理是利用半导体太阳能电池将太阳能直接转化为电能,然后驱动各种电机带动水泵从深井、江河、河流、湖泊、池塘等水源中提水。在一些中小功率太阳的 水泵系统中,多采用直流无刷电机作为驱动电机,但在某些大功率太阳的水泵系统也采用交流异步电动机作为驱动电机。当采用交流异步电动机作为驱动电机时,专用于该驱动电机的变频控制器太阳的通常采用水泵进行控制。


的组成太阳的水泵系统

太阳的水泵系统通常由太阳能太阳的数组(以下简称太阳的该系统由水泵变频控制器(包括阵列)、水泵变频控制器及水泵组成,其结构框图如图1所示。


与我们常见的采用交流电作为电源的水泵系统不同,太阳的水泵系统利用太阳能直流输出 太阳的太阳能电池阵列作为系统的供电电源。太阳能电池阵列的输出为强非线性直流电源,受日照、环境温度等气象条件影响较大。为了太阳的水泵系统发挥电流输出功率的巨大潜力太阳的为了使光伏阵列在任何光照、环境温度等条件下都能正常工作,需要一个能够使电源和负载达到和谐、高效、稳定工作状态的控制器。图1中的逆变器实现了这一功能,主要实现MPPT(高功率点跟踪)、逆变以及一些保护功能。水泵是系统的执行器,包括驱动电机和水泵,通过调节水泵的转速可以调节系统负载。


系统如何运作

太阳能电池阵列是一个非线性直流电源,既不是恒流源,也不是恒压源,无法向负载提供任意大的功率。然而,在日照一定的前提下,太阳能电池阵列存在一个较大的输出功率点。如果系统工作时,太阳能电池阵列的输出功率就是该点对应的功率值,则系统此时工作状态良好。图2给出了不同日照强度下太阳能电池阵列的IV曲线。


在CVT型MPPT中,工程上可以近似认为,不同日照强度下的输出大功率点(图二中的a、b、c、d、e点)近似为一条直线u=u*=const。也就是说,只要在太阳能水泵系统运行过程中,太阳能电池阵列的输出电压保持u*=const,那么在当前日照强度下,太阳能电池阵列就能始终有较高的功率输出。

利用逆变器驱动太阳能水泵实现CVT式MPPT控制,实际上是利用了反馈控制原理,在不同的阳光强度下,通过改变逆变器的输出频率来调节电机水泵的转速(也就是负载大小),从而达到稳定太阳能电池阵列输出电压的目的。


特征:

1:内置高精度太阳能电池阵列大规律点跟踪MPPT算法,对空运行状态进行监控、处理,实现最大限度的控制;

2:蓄水池水位控制;水位检测机构将水井、蓄水池的水位信号通过开关触点信号发送给控制板,根据不同的水位状态控制变频器的启动、停止。

3:兼容DC/AC输入;2路电流输入保证系统正常运行;

4:LED显示实时系统状态及参数;实时控制系统运行状态,操作方便;

5:基于RS485的实时远程监控系统;

6:快速安装设计,无需额外维护;

7:内置完善的保护及诊断机制。


结束语

太阳能水泵系统是太阳能应用中的特色应用领域之一。本文讨论的系统是通用变频器在太阳能水泵系统中的应用,该系统组成简单,调试方便,不需要专门的采样单元和保护单元(均由变频器内部功能实现),实现了自动控制,非常适合一些边远干旱、电力匮乏的地区。


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