一种抗冲击型并网逆变器

技术领域

本发明涉及一种光伏用并网逆变器，特别是一种抗冲击型并网逆变器。

背景技术

光伏板的并网逆变器交流侧都是配有继电器装置，通过控制继电器的闭合和断开来实现并网逆变器与电网的连接和断开。当继电器闭合时通常会由于市电电压给逆变器内电容充电而产生极大的冲击电流，过大的冲击电流会严重影响到继电器的使用寿命。目前多采用两种方案来实现继电器低冲击电流闭合：第一种，采用检测市电电压过零点时闭合继电器来实现降低冲击电流，但是这种方式需要考虑继电器的闭合时间，不同批次或者不同型号的继电器闭合时间都不一致，即使同一个继电器也会应为器件老化原因使闭合时间改变。第二种，逆变器用开环方式在交流侧建立与市电电压同幅值同相位的交流电压波形，然后闭合继电器，为了保证继电器的有效闭合时间，必然存在逆变器交流侧建立的电压与市电电压并联的一段时间，这种方式会存在两个电压源并联的这段时间电流失控，另外在市电电压正弦度比较差时，开环建立的逆变器电压也不能很好的实现时刻与市电电压相同，在闭合继电器的时候不能很好的解决冲击电流问题。因此，现有的技术存在着无法很好解决较大冲击电流的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种抗冲击型并网逆变器。本发明具有能够极大降低冲击电流的特点。

本发明的技术方案：一种抗冲击型并网逆变器，包括外壳，外壳内设有逆变器主体，逆变器主体输出端的正、负接口之间串联有电流采样仪、第一电感、电容和第二电感；电容的两端并联有输出电压采样仪和市电线路，且市电线路和输出电压采样仪之间设有第一继电器和第二继电器；所述市电线路上还并联有市电电压采样仪；还包括依次串联的电压控制器、限幅器、电流控制器和SPWM模块，电压控制器的输入端分别与市电电压采样仪和输出电压采样仪相连，电流控制器的输入端连接有电流采样仪，SPWM模块的输出端与逆变器主体相连。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，所述外壳包括壳体，壳体背面设有安装架；所述安装架包括多根上下平行分布的水平导轨，每根水平导轨上均设有弹簧，弹簧的两端固定有滑块，滑块上设有连接块，连接块的内侧设有燕尾凹槽；所述燕尾凹槽内设有固定于墙面的安装块。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，所述安装块包括固定座，固定座上设有滑道；所述滑道内设有调整座，调整座上端设有与燕尾凹槽相配合的燕尾凸台。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，调整座底部设有与滑道相配合的滑板。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，所述壳体底部设有进风口，壳体背面的上部设有出风口，出风口内侧设有散热风扇。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，所述出风口外还设有L型结构的导风罩，导风罩端部的下表面设有与壳体上表面相对应的吹风口。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，进风口和出风口上均设有自动开闭式摆叶。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，所述自动开闭式摆叶连接有控制器，控制器连接有位于壳体内的温度传感器。

前述的一种抗冲击型并网逆变器中，所述壳体内壁依次设有隔热反射层、气凝胶毡层、保温棉层和纳基隔热软毡层；所述纳基隔热软毡层表面设有弧形扰流凸起。

与现有技术相比，本发明通过在并网逆变器的交流侧输出端设置由电流采样仪、第一电感、电容、第二电感、输出电压采样仪、市电线路、第一继电器、第二继电器、市电电压采样仪、电压控制器、限幅器、电流控制器和SPWM模块构成的双闭环的控制系统，建立与市电电压完全相同的电压，即使市电畸变严重的时候，逆变器也能先建立与市电相同的电压，然后闭合继电器，另外，因为有电流内环的存在，即使在逆变器输出电压和市电电压并联的阶段，逆变器电流也不会失控，同时保证了继电器闭合时刻的低电流冲击和电流的可控；从而可以实现并网继电器闭合时很小电流冲击，保护并网继电器的使用寿命，并且安全可控。综上所述，本发明具有能够极大降低冲击电流的特点。

另外，本发明还对并网逆变器的外壳结构作了优化改进：1）本发明采用燕尾凹槽和燕尾凸台之间的相互配合，两个燕尾凸台安装在墙面，壳体背面的两端设置带有燕尾凹槽的连接块，实现对实现逆变器的安装，以此来取代传统的螺栓紧固，结构简单牢固，安装拆卸方便，能够承受较强的外力冲击，具有良好的抗冲击性。2）本发明通过在壳体内壁设置隔热反射层、气凝胶毡层、保温棉层和纳基隔热软毡层，在进风口和出风口设置自动开闭式摆叶，通过温度传感器和控制器之间的相互配合，从而可以有效实时且高效的控制逆变器温度，防止因温度过高而影响逆变器的正常工作，进而可以有效降低因冲击电流产生的过高温度对逆变器造成的影响，提高逆变器对于冲击电流的抵御作用；同时，本发明还在出风口的侧面设置导风罩，并将导风罩的吹风口设置在壳体上表面上方，用于清除壳体外表面的灰尘，也便于排水，能够抵御一定的雨水冲击，减少壳体受外界的腐蚀损害，进一步延长壳体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明壳体的结构视图；

图3是图2的局部放大图；

图4是安装块的结构视图；

图5是安装块的侧视图；

图6是安装架的结构视图；

图7是连接块的侧视图。

附图中的标记为：1-外壳，2-逆变器主体，3-电流采样仪，4-第一电感，5-电容，6-第二电感，7-市电线路，8-第一继电器，9-第二继电器，10-市电电压采样仪，11-电压控制器，12-限幅器，13-电流控制器，14-SPWM模块，15-输出电压采样仪，101-壳体，102-安装架，103-水平导轨，104-弹簧，105-滑块，106-连接块，107-燕尾凹槽，108-安装块，109-固定座，110-滑道，111-调整座，112-燕尾凸台，113-滑板，114-进风口，115-出风口，116-散热风扇，117-导风罩，118-吹风口，119-隔热反射层,120-气凝胶毡层，121-保温棉层，122-纳基隔热软毡层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种抗冲击型并网逆变器，构成如图1至图7所示，包括外壳1，外壳1内设有逆变器主体2，逆变器主体2输出端的正、负接口之间串联有电流采样仪3、第一电感4、电容5和第二电感6；电容5的两端并联有输出电压采样仪15和市电线路7，且市电线路7和输出电压采样仪15之间设有第一继电器8和第二继电器9；所述市电线路7上还并联有市电电压采样仪10；还包括依次串联的电压控制器11、限幅器12、电流控制器13和SPWM模块14，电压控制器11的输入端分别与市电电压采样仪10和输出电压采样仪15相连，电流控制器13的输入端连接有电流采样仪3，SPWM模块14的输出端与逆变器主体2相连。

所述外壳1包括壳体101，壳体101背面设有安装架102；所述安装架102包括多根上下平行分布的水平导轨103，每根水平导轨103上均设有弹簧104，弹簧104的两端固定有滑块105，滑块105上设有连接块106，连接块106的内侧设有燕尾凹槽107；所述燕尾凹槽107内设有固定于墙面的安装块108。

所述安装块108包括固定座109，固定座109上设有滑道110；所述滑道110内设有调整座111，调整座111上端设有与燕尾凹槽107相配合的燕尾凸台112。

调整座111底部设有与滑道110相配合的滑板113。

所述壳体101底部设有进风口114，壳体101背面的上部设有出风口115，出风口115内侧设有散热风扇116。

所述出风口115外还设有L型结构的导风罩117，导风罩117 端部的下表面设有与壳体101上表面相对应的吹风口118。

进风口114和出风口115上均设有自动开闭式摆叶。

所述自动开闭式摆叶连接有控制器，控制器连接有位于壳体内的温度传感器。

所述壳体101内壁依次设有隔热反射层119、气凝胶毡层120、保温棉层121和纳基隔热软毡层122；所述纳基隔热软毡层122表面设有弧形扰流凸起。

滑道两侧设有腰型开口，调整座滑板上还设有与腰型开口相配合的螺孔。

降低冲击电流的操作过程：市电电压V2作为电压控制器的参考值，采样逆变器输出电压V1作为电压控制器的反馈值，电压控制器的输出经过限幅器后作为电流控制器的参考值，采样逆变器电感电流作为电流控制器的反馈值，电流控制器的输出经过SPWM模块之后生成PWM驱动，控制逆变器开关管工作。

限幅器的上下限值根据逆变器输出电容和市电的最高电压来计算得出；

电容C根据逆变器的输出电容来定，取10uF，市电电压取逆变器工作电压范围的最高值，取264V，市电频率取60Hz时工作范围最大值65Hz，计算可以得出

考虑控制器的控制静差和电流采样误差，可以把限幅器限制稍微放大，取-1A ~ +1A。

当控制逆变器输出电压和市电电压波形一致时，发出闭合继电器的指令，因为继电器有效闭合需要一定的时间，为了保证继电器有效闭合，需要在发出继电器闭合指令之后再延时一段时间（30ms）之后才能关闭逆变器输出电压控制，这个时候就会存在逆变器输出电压和市电电压并联的时候，电压源并联，如果两个电压存在相位和幅值上的差异，环流，就会产生很大的电流，由于有限幅器和电流控制器的存在，可以控制这个电流在-1A ~+1A范围内，保证不会有大电流流过继电器；当继电器有效闭合后，关闭逆变器输出电压控制器和电流控制器。

并网逆变器的安装过程：先将两个固定座安装在墙面上，对齐平行分布，然后调节调整座的位置，使得两个燕尾凸台保持在同一水平直线上，通过螺栓将调整座与固定座相固定（穿过腰型开口和螺孔），随后将连接块往外拉动，便于将连接块内侧的燕尾凹槽与燕尾凸台相对应，随后连接块在弹簧力的作用下向内复位，与燕尾凸台相卡合，实现外壳的安装固定。

变网逆变器的散热过程：控制器根据温度传感器的信号，实时调节自动开闭式摆叶的开口大小，以及散热风扇的风力大小；换热风从吹风口流出后，作用在壳体表面，起到除尘的目的，又能够促进空气流动，起到散热的作用。