Инвертор для солнечных электростанций

Изобретение относится к области преобразовательной электронной техники и может быть использовано при создании автономных солнечных источников электроэнергии. Инвертор для солнечных электростанций содержит блок солнечных батарей, подключенный к преобразователю энергии. Первый параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется с первой первичной обмоткой трансформатора. Второй параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется со второй первичной обмоткой трансформатора. Первичные обмотки трансформатора включаются встречно по отношению друг к другу. Вторичная обмотка трансформатора подключается параллельно с последовательно соединенным резистором и суперконденсатором. Изобретение позволяет увеличить коэффициент полезного действия за счет исключения дополнительных элементов и повысить частоту преобразования, а также уменьшить массогабаритные показатели. 1 ил.

 

Изобретение относится к области преобразовательной электронной техники и может быть использовано при создании автономных солнечных источников электроэнергии.

Известны машинные и прямые преобразователи солнечной тепловой энергии в электрическую. К машинным преобразователям относятся паротурбинные установки, а также двигатели внутреннего сгорания, двигатели Стерлинга, поршневые расширительные машины. Основными типами прямых преобразователей теплоты являются теплоэлектрические, термоэмиссионные и магнитогидродинамические. Помимо этих преобразователей теплоты известны также другие преобразователи первичной энергии, это химический - топливные элементы или электрохимические генераторы и световой - фотоэлектрические батареи (Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. - М.: Солон-P, 2001).

Известен преобразователь солнечной энергии, содержащий солнечную батарею, регулятор, средство управления преобразователем, тест-ключ, первым входом соединенный с солнечной батареей, вторым входом - с устройством управления тест-ключом, а третьим входом последовательно соединенный с входным фильтром и регулятором, который первым входом соединен с устройством управления ключом регулятора, а вторым входом последовательно соединен с мостовым коммутатором через двухтактный каскад, при этом мостовой коммутатор соединен с микропроцессором через выходной фильтр, с которого снимается напряжение, которое поступает с солнечной батареи (RU 95915, МПК Н02Н 1/06, опубл. 10.07.2010).

Недостаток известного устройства заключается в том, что он требует отключения солнечной батареи от нагрузки для изменения параметров солнечной батареи. Другим недостатком является отсутствие возможности обеспечивать питание нагрузки в периоды спада напряжения на солнечной батарее, например ночью или в облачную погоду.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является преобразователь солнечной энергии, содержащий блок солнечных батарей, регулятор точки максимальной мощности, преобразователь постоянного тока, измерительный блок, микропроцессорную систему управления регулятора точки максимальной мощности, демпфирующую систему, коммутационный блок, блок суперконденсаторов, блок аккумуляторных батарей, выходной преобразователь постоянного тока, силовой инвертор (RU 143104, МПК H02J 7/04, опубл. 10.07.2014).

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он дополнительно содержит демпфирующую систему, регулятор точки максимальной мощности, выходной преобразователь постоянного тока и за счет этого преобразователь имеет большие массогабаритные показатели и меньший коэффициент полезного действия.

Технический результат заключается в увеличении коэффициента полезного действия и уменьшении массогабаритных показателей.

Сущность изобретения заключается в том, что инвертор для солнечных электростанций содержит блок солнечных батарей, подключенный к преобразователю энергии. Первый параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется с первой первичной обмоткой трансформатора. Второй параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется со второй первичной обмоткой трансформатора. Первичные обмотки трансформатора включаются встречно по отношению друг к другу. Вторичная обмотка трансформатора подключается параллельно с последовательно соединенным резистором и суперконденсатором.

Инвертор для солнечных электростанций содержит (см. чертеж) блок солнечных батарей 1, подключенный к преобразователю энергии 2. Преобразователь энергии 2 содержит параллельно включенные по входу силовые модули 3 и 4. В трансформаторе 5 первая первичная обмотка 6 подключена к выходу силового модуля 3, вторая первичная обмотка 7 подключена к выходу силового модуля 4. Первая 6 и вторая 7 первичные обмотки трансформатора 5 включены встречно по отношению друг другу. К вторичной обмотке 8 трансформатора 5, являющейся выходной цепью, параллельно подключены последовательно соединенные резистор 9 и суперконденсатор 10.

Инвертор для солнечных электростанций работает следующим образом. Напряжение от блока солнечных батарей 1 поступает на вход преобразователя энергии 2. Силовые модули 3 и 4 преобразователя энергии 2, работая по очереди со сдвигом 180° на обмотки 6 и 7 трансформатора 5, формируют на выходе обмотки 8 трансформатора 5 переменное напряжение частоты 350-450 кГц, которое, проходя через фильтр, образованный резистором 9 и суперконденсатором 10, принимает форму синусоидального напряжения частотой 50 Гц для питания нагрузки.

По сравнению с известным решением предлагаемое увеличивает коэффициент полезного действия за счет исключения дополнительных элементов и повышения частоты преобразования, а также уменьшает массогабаритные показатели.

Инвертор для солнечных электростанций, содержащий блок солнечных батарей, подключенных к преобразователю энергии, отличающийся тем, что первый параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединен с первой первичной обмоткой трансформатора, второй параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединен с второй первичной обмоткой трансформатора, первичные обмотки трансформатора включены встречно по отношению друг к другу, вторичная обмотка трансформатора параллельно подключена к последовательно соединенным резистору и суперконденсатору.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу управления преобразователем (1), содержащим множество мостовых плеч (2), содержащих одну или более переключающих ячеек (3), соединенных последовательно, при этом каждое плечо (2) моста соединяет один из множества входов с одним из множества выходов преобразователя (1).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в модульном многоуровневом преобразователе, например, для транспортных средств. Многоуровневый преобразователь (1) содержит: активный каскад (2) для преобразования переменного входного напряжения (uin) на входе переменного тока в промежуточное постоянное напряжение (Uz); DC/DC преобразователь (3) для преобразования промежуточного постоянного напряжения (Uz) в выходное постоянное напряжение (Uout) на выходе постоянного тока.

Многозонный преобразователь постоянного тока в переменный, то есть инвертор тока, относится к электротехнике и необходим для питания регулируемых электродвигателей переменного тока.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники. Объектом изобретения является многоуровневый преобразователь, содержащий одно или несколько плеч (В), каждое из которых подключают между источником напряжения (VDC) и источником тока (I).

Изобретение относится к способу работы трехфазного инвертора (6) питаемого вентильным преобразователем магнитного подшипника (2), в котором находящаяся на верхнем магнитном якоре (8) катушка (12) соединена с помощью первого контактного вывода (20) с первым выходом (W) трехфазного инвертора (6), а находящаяся на нижнем магнитном якоре (10) катушка (14) соединена с помощью своего первого контактного вывода (22) со вторым выходом (V) инвертора (6), и обе катушки (12, 14) с помощью их соответствующего второго контактного вывода (24, 26) соединены с третьим выходом (U) инвертора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электромеханических систем, например при создании систем генерирования переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники. Чтобы создать субмодуль (13) для модульного многоступенчатого преобразователя (1), включающий в себя по меньшей мере один униполярный накопитель (14) энергии, первую и вторую соединительные клеммы (16, 17) и схему силовых полупроводников, которая имеет включаемые и отключаемые посредством сигнала управления силовые полупроводниковые реле (T1, T4, 19) и безынерционные диоды (D1, D2), включенные встречно параллельно предусмотренному силовому полупроводниковому реле (T1, T4), при этом в зависимости от настройки силовых полупроводниковых реле (T1, T4, 19) может создаваться напряжение, падающее на одном или всех накопителях энергии (14), или же нулевое напряжение между первой и второй соединительной клеммой (16, 17), и при этом схема силовых полупроводниковых реле образует шунтирующую ветвь (18), которая находится между точками потенциала первой и второй соединительных клемм (16, 17), который при нормальной эксплуатации обеспечивает технический результат - имеет низкие потери пропускания и, кроме того, оптимален по стоимости, предлагается, чтобы только расположенные в шунтирующей ветви (18) силовые полупроводниковые реле являлись силовыми полупроводниковыми реле (19), проводящими в обратном направлении.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах с регулируемой скоростью, ветровых турбогенераторах и в системах распределения электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления приводами, используемыми на подводных лодках. Техническим результатом является обеспечение возможности избирательного управления двигателями переменного или постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических системах. Техническим результатом является обеспечение быстрой реакции на управляющее воздействие, в частности на вращающий момент, и малых искажений высшими гармониками.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в многоуровневых преобразователях. Техническим результатом является возможность работы при повышенных напряжениях без использования трансформаторов и при максимально ограниченном количестве пассивных компонентов. Многоуровневый преобразователь мощности содержит: n входных ступеней (Ein_n), где n больше или равно 1, и каждая входная ступень содержит n+1 одинаковых входных преобразователей (CONVx_En), соединенных друг с другом, причем входные преобразователи имеют одинаковую топологию, выбранную из структур NPC (Neutral Point Clamped), ANPC (Active Neutral Point Clamped), NPP (Neutral Point Piloted) и SMC (Stacked Multicell Converter); выходную ступень (Eout), соединенную с входной ступенью ранга 1 и содержащую выходной преобразователь (CONVS), питаемый дифференциальным напряжением Vfloat, образованным посредством первого электрического потенциала, приложенного к выходу первого входного преобразователя входной ступени ранга 1, и второго электрического потенциала, приложенного к выходу второго входного преобразователя входной ступени ранга 1, причем выходной преобразователь (CONVS) имеет топологию, выбранную из структуры с плавающим конденсатором (FC), SMC (Stacked Multicell Converter), NPC (Neutral Point Clamped), NPP (Neutral Point Piloted) и ANPC (Active Neutral Point Clamped). 6 з.п. ф-лы, 18 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях энергии. Техническим результатом является повышение надежности функционирования за счет обеспечения требуемого значения тока. Полупроводниковое устройство преобразования энергии включает в себя: полупроводниковый преобразователь (4) энергии, который выполняет преобразование энергии с использованием коммутирующих элементов (42-1 - 42-6) и подает питание на нагрузку (5); блок (1) вычисления команд управления напряжением преобразователя, которое выдает величину Vref команды управления напряжением, которая управляет полупроводниковым преобразователем (4) энергии; блок (2) управления напряжением, который накладывает второе значение команды управления напряжением на значение Vref команды управления напряжением для генерации значения Vref2 команды управления напряжением; блок (3) генерации ШИМ-сигнала, который генерирует стробирующий сигнал для управления приведением в действие коммутирующих элементов (42-1 - 42-6) на основании значения Vref2 команды управления напряжением и выдает стробирующий сигнал на полупроводниковый преобразователь (4) энергии; и шунтирующий блок (6), который подключается к полупроводниковому преобразователю (4) параллельно с нагрузкой (5) и ответвляет ток с частотой второго значения команды управления напряжением от выходного тока Iout, который выдается из полупроводникового преобразователя (4) на нагрузку (5). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области преобразовательной техники. Базовая схема фазы U содержит полупроводниковые элементы (SU1.1-SU1.4) с первого по четвертый, включенные между выводом положительного электрода и выводом отрицательного электрода источника (DCC1) напряжения постоянного тока, пятый полупроводниковый элемент (SU1.5), имеющий соединение с общей точкой соединения первого и второго полупроводниковых элементов (SU1.1, SU1.2), и шестой полупроводниковый элемент (SU1.6), имеющий соединение с общей точкой соединения третьего и четвертого полупроводниковых элементов (SU1.3, SU1.4). Плавающий конденсатор (FC1) включен между пятым полупроводниковым элементом (SU1.5) и шестым полупроводниковым элементом (SU1.6). Схемы выбора напряжения в качестве входных клемм имеют общие точки соединения второго и третьего полупроводниковых элементов (SU1.2, SU1.3) соответствующих базовых схем и содержат, между входными клеммами и выходной клеммой (U, V, W), полупроводниковые элементы (SU1-SU4). В многоуровневом силовом преобразователе на выход могут быть поданы произвольные напряжения всех фаз, при этом управление, необходимое для подачи произвольных уровней напряжения всех фаз, является более простым. 6 н. и 12 з.п. ф-лы, 30 ил., 2 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение расчетной мощности трансформатора без увеличения количества вентилей. Преобразователь по первому варианту содержит трехфазный трансформатор с шестью группами вторичных фазных обмоток и вентили, первая группа образует звезду, концы которой соединены с концами второй группы в левый зигзаг, а с концами третьей - в правый, пятая группа соединена началами с началами четвертой группы в правый зигзаг, а концами - с началами одноименных фаз второй группы, шестая группа соединена в звезду, концы которой подключены к одному выводу нагрузки, другой вывод которой подключен к катодам первой группы вентилей, к анодам которых подключены начала второй группы обмоток, начала третьей и шестой групп соединены через вентили второй группы на левый зигзаг, начала шестой группы подключены к анодам вентилей третьей группы, катоды которых подключены к концам одноименных фаз четвертой группы, причем приведенные числа витков групп обмоток в порядке возрастания их нумерации равны: 0,6527; 0,6527; 1; 0,2267; 0,574; 0,3473. Преобразователь по второму варианту содержит трехфазный трансформатор с шестью группами вторичных фазных обмоток и вентили, первая группа образует звезду, концы которой соединены с концами второй в левый зигзаг, а с концами третьей - в правый, четвертая группа соединена в звезду, подключенную началами к одному выводу нагрузки, другой вывод которой подключен к катодам первой группы вентилей, к анодам которых подключены начала второй группы обмоток, начала пятой группы соединены с началами второй группы в правый зигзаг, а концы подключены к катодам вентилей третьей группы, аноды которых соединены с концами четвертой группы, образующей с пятой группой соединение через вентили на правый зигзаг, концы четвертой группы подключены к анодам вентилей третьей группы, катоды которых подключены к концам шестой группы, образующей с четвертой группой соединение через вентили в левый зигзаг, начала третьей группы соединены с началами шестой группы в левый зигзаг, причем приведенные числа витков групп обмоток в порядке возрастания их нумерации равны: 0,6527; 0,6527; 0,426; 0,574; 0,574; 0,3473. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника синусоидального напряжения в системах электроснабжения автономных объектов. Источник содержит функционально включенные аккумуляторную батарею, шины постоянного тока, инвертор, трехфазный фильтр, содержащий LC-контуры и клеммы для подключения нагрузки. Трехфазный фильтр содержит три фильтра фаз, выполненных по идентичным схемам. Каждый фильтр фазы содержит согласующий трансформатор, первичная обмотка которого включена между соответствующими выходами инвертора и клеммой для подключения нагрузки, а вторичная обмотка подключена к LC-контурам, рассчитанным на частоты 250 Гц, 350 Гц, 550 Гц, 650 Гц, 850 Гц, 950 Гц, 1150 Гц, 1250 Гц, 1450 Гц, 1550 Гц, 1750 Гц, 1850 Гц, причем один вывод указанной обмотки подключен к точке соединения конденсатора и катушки индуктивности первого LC-контура, а второй вывод - к точке соединения конденсатора и катушки индуктивности двенадцатого LC-контура, причем каждый LC-контур содержит дроссель, выполненный по трансформаторной схеме, при этом вторичные обмотки каждого из дросселей каждого из фильтров фаз соединены последовательно между собой, образуя последовательную цепь фазы, подключенную к входу выпрямителя фазы, выход которого подключен к шинам постоянного тока, при этом указанные цепи фаз включены параллельно. Требуемый технический результат достигается применением числа LC-контуров, соответствующего числу высших гармоник, при меньшем числе выпрямителей в каждой фазе. Энергия высших гармоник возвращается в виде выпрямленного напряжения для подзаряда аккумуляторной батареи. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области электротехники. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки в тяговой системе для железной дороги содержит по меньшей мере два различных двигателя, каждый двигатель управляется с помощью по меньшей мере одного из двух инверторов, которые параллельно подключены к общей линии питания, которая подает сигнал питания постоянного тока с помощью соответствующего звена постоянного тока, при этом для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрен разъединитель, который отсоединяет соответствующий инвертор от упомянутой линии питания, каждый инвертор, кроме того, подключен к общей линии питания с помощью батареи конденсаторов фильтра и средства для предварительной зарядки указанных батарей конденсаторов, при этом средство предварительной зарядки содержит шунтирующий резистор и автоматический переключатель питания, который переключает сигнал питания постоянного тока на упомянутый шунтирующий резистор как только напряжение превысит заранее заданный порог. Для использования энергии, рассеиваемой резистором защиты, это изобретение предоставляет средство для поочередного замыкания разъединителей одного из двух инверторов и связь, которая перенаправляет сигнал питания от шунтирующего резистора инвертора, подключенного к линии питания упомянутым автоматическим переключателем питания, к батарее конденсаторов фильтра другого инвертора, который отсоединен от этой линии питания. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Цепь развязки звена постоянного тока выполняется в комбинации с двумя инверторами, которые подключены параллельно к общей линии электропитания постоянного тока, и каждый инвертор приводит в действие один из различных тяговых двигателей, для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрено средство выключения для отсоединения соответствующего инвертора от упомянутой линии электропитания в случае отказа. Упомянутая цепь звена постоянного тока снабжена средством ослабления/гашения резонансных колебаний, выполненным в виде RL-фильтра (резистивно-индуктивного фильтра). Это изобретение также относится к электровозу, содержащему по меньшей мере два электродвигателя, при этом каждый двигатель управляется по меньшей мере одним из двух инверторов, каждый из этих инверторов получает электропитание от общей линии электропитания, для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрено средство выключения для отсоединения соответствующего инвертора от упомянутой линии электропитания в случае отказа. Предложено средство развязки звена постоянного тока для устранения условий возникновения резонанса этих инверторов, это средство представляет собой RL-фильтр, состоящий из параллельно соединенных гасящего дросселя и гасящего резистора. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использован многоступенчатыми полупроводниковыми преобразователями. Техническим результатом является уменьшение доли верхних гармоник выходного переменного напряжения. Осуществляется способ управления несколькими включенными параллельно своими контактными выводами (21) переменного напряжения многоступенчатыми полупроводниковыми преобразователями (2), содержащими каждый последовательную схему из двухполюсных подмодулей. При этом каждый из подмодулей содержит по меньшей мере два управляемых электронных переключателя и накопитель энергии, при этом управляемые электронные переключатели включены последовательно с образованием последовательной схемы. Последовательная схема расположена параллельно накопителю энергии. В способе на соответствующем контактном выводе (21) переменного напряжения многоступенчатых полупроводниковых преобразователей (2) создается ступенчатое изменение напряжения. При этом изменение напряжения второго многоступенчатого полупроводникового преобразователя смещается во времени относительно изменения напряжения первого многоступенчатого полупроводникового преобразователя. Преобразовательный узел (1) содержит средства для задержки во времени изменения переменного напряжения по меньшей мере одного многоступенчатого полупроводникового преобразователя (2) относительно изменения переменного напряжения другого многоступенчатого полупроводникового преобразователя (2). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электропривода с трехфазным двигателем, питаемыми от многоуровневого инвертора на управляемых полупроводниковых приборах (УПП) (транзисторах или запираемых тиристорах), шунтированных «обратными» диодами. Техническим результатом является исключение возможности возникновения автоколебаний и возможности увеличения отклонений мгновенных значений фазных токов от заданных, снижение частоты переключений УПП инвертора до приемлемого уровня без использования дополнительных реакторов. Соединение нулевой точки обмотки статора двигателя с точкой нулевого потенциала инвертора обеспечивает устойчивую работу блока управления с тремя регуляторами фазных токов так, что при всех условиях мгновенные значения токов не выходят за границы заданного токового коридора; при этом независимо от степени искажения фазных противо-ЭДС двигателя искажения токов фаз двигателя высшими гармониками минимальны. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Раскрыты устройство и способ преобразования напряжения. Сигналы модуляции с фазовым сдвигом создают и чередуют для создания перемежающихся сигналов модуляции с фазовым сдвигом. Управление несколькими мостовыми преобразователями напряжения осуществляют посредством перемежающихся сигналов модуляции с фазовым сдвигом для преобразования входного тока с входным напряжением в выходной ток с выходным напряжением. Технический результат – уменьшение пульсаций выходного тока. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области преобразовательной электронной техники и может быть использовано при создании автономных солнечных источников электроэнергии. Инвертор для солнечных электростанций содержит блок солнечных батарей, подключенный к преобразователю энергии. Первый параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется с первой первичной обмоткой трансформатора. Второй параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется со второй первичной обмоткой трансформатора. Первичные обмотки трансформатора включаются встречно по отношению друг к другу. Вторичная обмотка трансформатора подключается параллельно с последовательно соединенным резистором и суперконденсатором. Изобретение позволяет увеличить коэффициент полезного действия за счет исключения дополнительных элементов и повысить частоту преобразования, а также уменьшить массогабаритные показатели. 1 ил.

Наверх