通用变频器在太阳能水泵系统中的应用
太阳能水泵系统又称为太阳能水泵系统。它的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、池塘等水源中抽水。在一些中小功率太阳的 水泵系统中,直流无刷电机多作为驱动电机,但在一些大功率太阳的水泵系统中,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,专用于水泵系统的变频器控制器太阳的通常采用水泵来控制。
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(以下简称太阳的水泵变频控制器由水泵阵列、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的直流输出 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,为了保证太阳的水泵系统发挥电流输出功率的巨大潜力太阳的阵列在任何日照、环境温度等条件下都能够正常工作,需要一个能够使电源和负载达到和谐、高效、稳定的工作状态的控制器。图1中的逆变器就是实现这个功能的,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
太阳能电池阵列属于非线性直流电源,既不是恒流源也不是恒压源,不能给负载提供任意大的功率。但在日照一定的前提下,太阳能电池阵列有一个输出功率较大的点,如果系统工作时太阳能电池阵列的输出功率就是这个点对应的功率值,那么此时系统工作状态良好。图2给出了不同日照强度s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2中的a、b、c、d、e点)近似为一条直线u=u*=const。也就是说,只要太阳能水泵系统在运行过程中,太阳能电池阵列的输出电压始终为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,其实就是利用了反馈控制原理,在不同的日照强度下,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:水库水位控制;水位检测机构将水井、水库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工作;
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,本文所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、缺电地区使用。