[實(shí)用新型]基于Z源逆變器的通用實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220547494.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202906780U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余俊宏;王志新;鄒建龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興清源電氣科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/5387
• 分類號(hào): H02M7/5387
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所 33209
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電力電子逆變技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)裝置，具體是一種基于Z源逆變器的通用實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

逆變技術(shù)能夠?qū)⒅绷餍问降碾娔苻D(zhuǎn)換為交流形式的電能，因而在需要進(jìn)行電能的直交流轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，如交流電機(jī)調(diào)速和光伏并網(wǎng)發(fā)電等領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用。目前常用逆變器采用兩電平單相全橋或三相全橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)，為了滿足全橋拓?fù)鋵?duì)于其直流側(cè)電壓的要求，系統(tǒng)還常包含了一級(jí)直流變換環(huán)節(jié)。近年，學(xué)者FangZ.Peng指出該種逆變拓?fù)湓诳煽啃浴⑿省㈦娔苜|(zhì)量等方面存在的缺陷，并在其論文《Z-SourceInverter》中提出了一種基于無(wú)源Z網(wǎng)絡(luò)的新型逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

發(fā)明名稱為：“基于新型Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)”，申請(qǐng)?zhí)枮椋?01210136944.2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種?基于新型Z源逆變器的三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：太陽(yáng)能電池板分別連接Z源逆變器的第一輸入端和MPPT控制單元，Z源逆變器的輸出端連接LC濾波電路的輸入端，后者的輸出端分別連接電網(wǎng)、霍爾電壓傳感器的第一輸入端和霍爾電流傳感器的第一輸入端；電網(wǎng)的第一輸出端連接霍爾電流傳感器的第二輸入端，其第二輸出端連接霍爾電壓傳感器的第二輸入端；霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器和溫度、濕度數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端連接數(shù)據(jù)處理單元；DSP控制模塊的一對(duì)輸入輸出端連接MPPT控制單元，另一對(duì)輸入輸出端連接數(shù)據(jù)處理單元，DSP控制模塊的另一路輸出端串接PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和Z源逆變器的第二輸入端。該專利功能單一，不能實(shí)現(xiàn)單相并網(wǎng)以及交流電機(jī)調(diào)速的功能，并不能作為基于Z源結(jié)構(gòu)的快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，滿足基于Z源逆變器的多種應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究，如交流電機(jī)調(diào)速、光伏并網(wǎng)發(fā)電和不間斷電源等，使得在該通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行基于Z源逆變器的二次開(kāi)發(fā)更加迅速和便利的基于Z源逆變器的通用實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：該基于Z源逆變器的通用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括功率電路模塊、信號(hào)電路模塊、DSP控制模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊以及上位機(jī)模塊、功率電路模塊與信號(hào)電路模塊連接，信號(hào)電路模塊和DSP控制模塊連接，DSP控制模塊和IGBT驅(qū)動(dòng)模塊連接，DSP控制模塊與上位機(jī)連接，IGBT驅(qū)動(dòng)模塊與功率電路模塊連接。功率電路模塊承載直流電能到交流電能變換過(guò)程的能量流動(dòng)，功率電路模塊與信號(hào)電路模塊連接以傳輸強(qiáng)電到弱電的電壓、電流信息，信號(hào)電路模塊和DSP控制模塊連接以傳輸采樣和捕獲的電壓信息，DSP控制模塊和IGBT驅(qū)動(dòng)模塊連接以傳輸PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，DSP控制模塊與上位機(jī)連接以傳輸控制與工況信息，IGBT驅(qū)動(dòng)模塊與功率電路模塊連接以傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述信號(hào)電路模塊包括：霍爾采樣電路、電壓過(guò)零檢測(cè)電路和基準(zhǔn)電壓電路，電壓過(guò)零檢測(cè)電路、基準(zhǔn)電壓電路與霍爾采樣電路連接，霍爾采樣電路包括霍爾電壓采樣電路、霍爾電流采樣電路和升壓電路，霍爾電壓采樣電路、霍爾電流采樣電路分別將功率電路中承載的強(qiáng)電電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合DSP模塊采集的電壓信號(hào)，電壓過(guò)零檢測(cè)電路將從霍爾電壓采樣電路中獲得交流側(cè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為反映交流側(cè)電壓相位的電壓信號(hào)，基準(zhǔn)電壓電路與升壓電路連接提升待采樣的交流電壓信號(hào)，基準(zhǔn)電壓電路與DSP模塊連接傳輸基準(zhǔn)電壓信號(hào)。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述功率電路模塊包括：直流輸入端、Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)、三相全橋電路和交流輸出接口，直流輸入端與Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)連接，Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)與三相全橋電路連接，三相全橋電路與交流輸出接口連接。直流輸入端與Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)連接以傳輸直流電能，直流輸入端與信號(hào)電路模塊連接以傳輸電壓電流信號(hào)；Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)與三相全橋電路連接以傳輸直流電能，Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)電路模塊連接以傳輸電壓電流信號(hào)；三相全橋電路與交流輸出接口連接以傳輸交流電能；電流輸出接口與信號(hào)電路模塊連接以傳輸電壓電流信號(hào)。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述上位機(jī)模塊包括可編程控制器和觸摸屏，可編程控制器通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊連接DSP控制模塊，觸摸屏經(jīng)通訊電纜與可編程控制器連接。上位機(jī)模塊主要完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控，可編程控制器經(jīng)通訊電纜得到DSP模塊采集到的功率電路運(yùn)行信息以及傳輸指令信號(hào)，觸摸屏可反映系統(tǒng)運(yùn)行信息，并輸入指令信號(hào)。