一種逆變器自動降額控制系統的製作方法
2023-07-22 03:21:11
專利名稱：一種逆變器自動降額控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及逆變器技術領域，更具體涉及一種逆變器自動降額控制系統。
背景技術：
逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置，主要用於把直流電轉換成交流電。逆變器主要由電晶體等開關元件構成，通過有規則地讓開關元件重複開-關(0N-0FF)，使直流輸入變成交流輸出。當然，這樣單純地由開和關迴路產生的逆變器輸出波形並不實用。一般需要採用高頻脈寬調製(SPWM)，使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，並在半周期內始終讓開關元件按一定頻率動作，這樣形成一個脈衝波(擬正弦波)，然後讓脈衝波通過簡單的濾波器形成正弦波。然而，在現有逆變器系統中，針對惡劣環境溫度條件，尤其是在環境溫度高於45 攝氏度時，逆變器的功率器件，尤其是IGBT模組溫度過高，引起逆變器工作不穩定，效率降低，並伴有IGBT模組燒毀，甚至爆炸的危險，嚴重時可造成人身傷害。
發明內容為彌補上述缺陷，本實用新型目的是提出一種逆變器自動降額控制系統，用於實現在惡劣環境溫度下逆變器自動限制輸出功率，有效保護逆變器功率器件，延長逆變器使用壽命。為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案予以實現。一種逆變器自動降額控制系統，所述系統包括數位訊號處理器DSP、與所述數位訊號處理器DSP連接的採樣電路及與所述採樣電路連接的逆變模塊，所述逆變模塊包括IGBT模組和連接在所述IGBT模組上的溫度傳感器，所述數位訊號處理器DSP和所述逆變模塊相連，其特徵在於，所述系統還包括用於存儲逆變器額定功率範圍內若干等級功率、IGBT模組溫度和環境溫度對應關係的存儲器，所述存儲器連接在所述數位訊號處理器DSP上。上述技術方案的特點和進一步改進在於所述系統還包括電連接在所述數位訊號處理器DSP和所述逆變模塊之間的驅動電路。本實用新型逆變器降額系統不需要連接外部的溫度傳感器，僅增加用於存儲逆變器額定功率範圍內若干等級功率、IGBT模組溫度和環境溫度對應關係的存儲器。在逆變過程中通過限流限制輸出功率，保證了逆變器的外部結構的密封性能，延長逆變器壽命；在逆變過程中也可根據溫度對功率進行限定，從而減少硬體開銷。對由於其他原因引起逆變器周圍溫度升高也能夠迅速識別，降低逆變器輸出功率，從而保證了設備的可靠性、安全性。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。圖I為本實用新型實施例中環境溫度下時，逆變器的輸出電流與IGBT模組溫度的對應關係不意圖；圖2為本實用新型實施例中環境溫度升高時，逆變器的輸出電流與IGBT模組溫度的對應關係不意圖；圖3為本實用新型實施例逆變器自動降額控制系統的結構示意圖。
具體實施方式
結合附
圖1，Fa為IGBT模組管芯溫度，Fb為IGBT模組溫度，Fe為散熱器溫度，可以看出在輸出電流為25A情況下，IGBT模組溫度Fb為90攝氏度。結合附圖2，在環境溫度升高到50攝氏度時，IGBT模組溫度Fb在90攝氏度，輸出電流應該為18A，輸出電流減小。因此，在IGBT模組上的溫度傳感器的溫度超過90攝氏度 時，輸出電流就會減小。結合附圖3，本實用新型硬體結構包括數位訊號處理器DSP、與數位訊號處理器DSP連接的採樣電路及與採樣電路連接的逆變模塊，逆變模塊包括IGBT模組和連接在IGBT模組上的溫度傳感器，數位訊號處理器DSP和逆變模塊相連，硬體結構還包括用於存儲逆變器額定功率範圍內若干等級功率、IGBT模組溫度和環境溫度對應關係的存儲器，所述存儲器連接在所述數位訊號處理器DSP上。整個系統採用數位訊號處理器DSP2812控制晶片進行控制，在逆變器IGBT模組外殼加入溫度傳感器，將溫度傳感器的溫度通過連接在控制晶片上的採樣電路採集進入控制晶片，根據與控制晶片連接的存儲器內預先存儲的IGBT模組溫度、環境溫度、逆變器額定功率範圍內的功率等級的對應關係表，控制晶片推算出當前環境溫度，根據當前環境溫度與輸出功率最大限值關係表，得出當前最大電流限制。本系統還包括連接在數位訊號處理器DSP和逆變模塊之間的驅動電路，控制晶片通過驅動電路驅動逆變模塊，逆變器模塊控制逆變器降額，從而延長了逆變器功率器件壽命，增加了逆變器的可靠性。MPPT控制器的全稱為「最大功率點跟蹤」(Maximum Power Point Tracking)太陽能控制器，是傳統太陽能充放電控制器的升級換代產品。控制晶片將MPPT調整到降額模式，即對MPPT向反方向調解，使得輸出功率下降，當輸出功率下降到所需輸出功率的95°/Γ 05%時，MPPT保持恆壓狀態，此時如果溫度高於90攝氏度時，繼續降額，直到IGBT模組溫度達到90攝氏度。當降低IGBT模組溫度達到90攝氏度以下的時候，再將MPPT模組調整到最大功率追蹤的模式。本實用新型逆變器在IGBT模組附近的溫度傳感器的溫度信號進行採集，整機額定功率範圍內若干功率等級在環境溫度為40°C，45°C，50°C，55°C，60°C下進行試驗。按照降額的需求，得出在對應環境溫度下，所要求限制功率時的IGBT溫度數據記為a，額定功率範圍內若干功率等級、環境溫度和IGBT模組溫度三者之間的關係如下表。
40 °C 45 °C 50 °C 55 °C 60 °C OKWaOO alO a20 a30 a40
~IKWa01 all a2l a31 a4權利要求1.一種逆變器自動降額控制系統，其特徵在於，包括數位訊號處理器DSP、與所述數位訊號處理器DSP連接的採樣電路及與所述採樣電路連接的逆變模塊，所述逆變模塊包括IGBT模組和連接在所述IGBT模組上的溫度傳感器，所述數位訊號處理器DSP和所述逆變模塊相連，以及用於存儲逆變器額定功率範圍內若干等級功率、IGBT模組溫度和環境溫度對應關係的存儲器，所述存儲器連接在所述數位訊號處理器DSP上。
2.如權利要求I所述的逆變器自動降額控制系統，其特徵在於，所述數位訊號處理器DSP和所述逆變模塊之間設有驅動電路。
專利摘要本實用新型涉及一種逆變器自動降額控制系統。包括數位訊號處理器DSP、與所述數位訊號處理器DSP連接的採樣電路及與所述採樣電路連接的逆變模塊，所述逆變模塊包括IGBT模組和連接在所述IGBT模組上的溫度傳感器，所述數位訊號處理器DSP和所述逆變模塊相連，以及用於存儲逆變器額定功率範圍內若干等級功率、IGBT模組溫度和環境溫度對應關係的存儲器，所述存儲器連接在所述數位訊號處理器DSP上。本實用新型逆變器降額系統不需要外部溫度傳感器，僅增加存儲器。在逆變中限制輸出功率，延長逆變器壽命；對由於其他原因引起逆變器周圍溫度升高也能夠迅速識別，降低逆變器輸出功率，從而保證了設備安全性。
文檔編號H02M7/48GK202634315SQ201220203909
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者趙世英, 薛亞峰 申請人:陝西長嶺光伏電氣有限公司