專利名稱：一種風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)器領(lǐng)域，確切地說是指一種風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，將成為21世紀(jì)最有潛力的綠色能源之一。風(fēng)能以其清潔環(huán)保、蘊(yùn)藏豐富等優(yōu)點(diǎn)正逐步得到了開發(fā)和利用。隨著風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的小型化和民用領(lǐng)域的普及化，風(fēng)能在家用電器中的研究應(yīng)用已經(jīng)開始變成現(xiàn)實(shí)?？照{(diào)器是夏季用電的第一大戶，平均占到各地總用電量的25%，而在北京、上海、 廣州等大城市，空調(diào)的用電量接近總用電量的一半。研究和開發(fā)風(fēng)能等綠色能源空調(diào)器，具有廣闊的推廣和應(yīng)用前景，可在全球范圍內(nèi)減少二氧化硫等廢氣的排放，有效的保護(hù)環(huán)境， 減少污染，提高人們的健康水平；極大減少空調(diào)器對(duì)電網(wǎng)依賴，緩解夏季我國(guó)用電不足的困境。風(fēng)能是目前全球在新能源利用方面技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的行業(yè)之一， 也將得到國(guó)家政策扶持，是未來消費(fèi)的引導(dǎo)方向。目前，在綠色能源空調(diào)器的研究和開發(fā)領(lǐng)域中，風(fēng)能發(fā)電的電力和試點(diǎn)電力互補(bǔ)型空調(diào)器的研究和開發(fā)，至今仍是處于空白狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力互補(bǔ)，以風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力共同驅(qū)動(dòng)空調(diào)器運(yùn)行，同時(shí)，當(dāng)空調(diào)器空閑或風(fēng)能發(fā)電的電力有剩余時(shí)，又可通過本發(fā)明的回饋電網(wǎng)，用于家庭的其他家用電器。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括功率電路和控制電路，其中所述功率電路包括風(fēng)能發(fā)電裝置、AC/DC單元、DC/DC單元、DCLink單元及DC/AC 單元；所述AC/DC單元，用于將所述風(fēng)能發(fā)電裝置輸出的低壓交流電向低壓直流電轉(zhuǎn)換；所述DC/DC單元，用于將所述AC/DC單元輸出的低壓直流電向高壓直流電轉(zhuǎn)換；所述DCLink 單元，用于采樣并緩沖所述DC/DC單元輸出的高壓直流電；所述DC/AC單元，用于將所述高壓直流電轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)交流電，同時(shí)輸出電壓與電網(wǎng)電壓相位或較高的功率因數(shù)；所述控制電路包括MPPT單元、中間電壓檢測(cè)單元、IGBT驅(qū)動(dòng)單元、輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)單元、主控電路單元；所述MPPT單元，用于采集所述AC/DC單元輸出的低壓直流電的最大輸出功率，并反饋給所述主控電路單元；所述中間電壓檢測(cè)單元，將DCLink單元采樣的所述DC/DC單元輸出的高壓直流電反饋給所述主控電路單元；所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元， 將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電；所述輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)單元，用于輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)；所述主控電路單元，從功率電路中采集數(shù)字及模擬信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算后完成對(duì)空調(diào)器的控制，以實(shí)現(xiàn)DC/DC及DC/AC兩級(jí)能量變換的功能。較優(yōu)地，所述功率電路還包括濾波電路單元，所述濾波電路單元設(shè)置在所述DC/AC單元之后，并電網(wǎng)連接。較優(yōu)地，所述主控電路單元設(shè)置有一個(gè)DSP芯片，風(fēng)能發(fā)電裝置的電力逆變器和空調(diào)器的直流變頻控制器共用所述的DSP芯片。較優(yōu)地，所述功率電路包括太陽能光伏發(fā)電裝置，其與所述風(fēng)能發(fā)電裝置并聯(lián)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力互補(bǔ)，以風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力共同驅(qū)動(dòng)空調(diào)器運(yùn)行，同時(shí)，當(dāng)空調(diào)器空閑或風(fēng)能發(fā)電的電力有剩余時(shí)，又可通過本發(fā)明的回饋電網(wǎng)，用于家庭的其他家用電器。


圖1為本發(fā)明中風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制框圖。
具體實(shí)施例方式為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行闡述。請(qǐng)參見圖1和圖2，圖1為本發(fā)明中風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制框圖。本發(fā)明提供的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，由風(fēng)能發(fā)電裝置1、變頻空調(diào)器室內(nèi)機(jī)C和變頻空調(diào)器室外機(jī)B組成。風(fēng)能發(fā)電裝置1安裝在建筑物的頂部，風(fēng)能發(fā)電裝置1發(fā)電輸出24V 交流電，通過連接電纜線A接入內(nèi)置于空調(diào)器室外機(jī)B的控制器，經(jīng)過控制器的整流濾波和升壓控制后，與電網(wǎng)的整流直流電壓在負(fù)載端，以“準(zhǔn)直流并網(wǎng)”方式進(jìn)行并聯(lián)，使得電網(wǎng)電流可以無縫的非常平順的切入或退出補(bǔ)充供電，確保變頻空調(diào)器11的平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)并聯(lián)共同驅(qū)動(dòng)變頻空調(diào)器11。請(qǐng)參見圖2，本發(fā)明提供的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括功率電路和控制電路，功率電路包括風(fēng)能發(fā)電裝置1、AC/DC單元2、DC/DC單元3、DCLink單元4及DC/AC單元6 ；控制電路包括MPPT單元12、中間電壓檢測(cè)單元3、IGBT驅(qū)動(dòng)單元7、輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)單元 9、主控電路單元10。AC/DC單元2，用于將風(fēng)能發(fā)電裝置1輸出的低壓交流電向低壓直流電轉(zhuǎn)換，同時(shí)調(diào)節(jié)控制風(fēng)能發(fā)電裝置1的工作點(diǎn)，動(dòng)態(tài)追尋風(fēng)能發(fā)電裝置1的最大功率點(diǎn)。DC/DC單元3，用于將AC/DC單元2輸出的低壓直流電向高壓直流電轉(zhuǎn)換。在DC/ DC轉(zhuǎn)換過程中，通過寬功率范圍高轉(zhuǎn)換效率控制降耗，最大程度避免轉(zhuǎn)換過程的能量損耗， 實(shí)現(xiàn)了在48V以下的低電壓下的DC/DC變換最高效率達(dá)到92%以上，低功率下也達(dá)到86% 以上。DCL ink單元4，用于采樣并緩沖DC/DC單元3輸出的高壓直流電。DC/AC單元6，用于將高壓直流電轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)交流電，同時(shí)輸出電壓與電網(wǎng)電壓相位或較高的功率因數(shù)。功率電路還包括濾波電路單元8，濾波電路單元8設(shè)置在DC/AC單元6之后，并電網(wǎng)13連接，防止逆變器對(duì)電網(wǎng)13產(chǎn)生干擾。主控電路單元10，從功率電路中采集數(shù)字及模擬信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算后完成對(duì)空調(diào)器的控制，以實(shí)現(xiàn)DC/DC及DC/AC兩級(jí)能量變換的功能，主控電路單元10設(shè)置有一個(gè)DSP 芯片，風(fēng)能發(fā)電裝置1的電力逆變器和空調(diào)器的直流變頻控制器共用的DSP芯片。高壓直流電一方面直接接入風(fēng)能變頻空調(diào)器11并經(jīng)其內(nèi)置逆變器處理后驅(qū)動(dòng)變頻空調(diào)11運(yùn)轉(zhuǎn)； 另一方面，風(fēng)能變頻空調(diào)器11空閑時(shí)，該高壓直流電通過并網(wǎng)逆變器處理后回饋家庭電表后端的電網(wǎng)，供用戶其它家用電器使用。另外，直流升壓模塊與整流濾波器之間設(shè)置有二極管，通過并網(wǎng)逆變器模塊控制其輸出直流電壓略高于電網(wǎng)整流后的電壓，自動(dòng)保證變頻空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)先使用風(fēng)能發(fā)電的電力。MPPT單元12，用于采集AC/DC單元2輸出的低壓直流電的最大輸出功率，并反饋給主控電路單元10，實(shí)現(xiàn)始終把風(fēng)能發(fā)電的電力最大輸出功率充分利用，同時(shí)減少風(fēng)能發(fā)電的電力的波動(dòng)對(duì)負(fù)載電流的影響。中間電壓檢測(cè)單元5，將DCLink單元4采樣的DC/DC單元3輸出的高壓直流電反饋給主控電路單元10。IGBT驅(qū)動(dòng)單元8，將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電；輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)單元9，用于輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力互補(bǔ)，以風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力共同驅(qū)動(dòng)空調(diào)器運(yùn)行，同時(shí)，當(dāng)空調(diào)器空閑或風(fēng)能發(fā)電的電力有剩余時(shí)，又可通過本發(fā)明的回饋電網(wǎng)，用于家庭的其他家用電器。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括功率電路和控制電路所述功率電路包括風(fēng)能發(fā)電裝置、AC/DC單元、DC/DC單元、DCLink單元及DC/AC單元； 所述AC/DC單元，用于將所述風(fēng)能發(fā)電裝置輸出的低壓交流電向低壓直流電轉(zhuǎn)換；所述DC/ DC單元，用于將所述AC/DC單元輸出的低壓直流電向高壓直流電轉(zhuǎn)換；所述DCLink單元， 用于采樣并緩沖所述DC/DC單元輸出的高壓直流電；所述DC/AC單元，用于將所述高壓直流電轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)交流電，同時(shí)輸出電壓與電網(wǎng)電壓相位或較高的功率因數(shù)；所述控制電路包括MPPT單元、中間電壓檢測(cè)單元、IGBT驅(qū)動(dòng)單元、輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)單元、主控電路單元；所述MPPT單元，用于采集所述AC/DC單元輸出的低壓直流電的最大輸出功率，并反饋給所述主控電路單元；所述中間電壓檢測(cè)單元，將DCLink單元采樣的所述DC/DC單元輸出的高壓直流電反饋給所述主控電路單元；所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元，將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電；所述輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)單元，用于輸出電流及電網(wǎng)同步檢測(cè)；所述主控電路單元，從功率電路中采集數(shù)字及模擬信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算后完成對(duì)空調(diào)器的控制，以實(shí)現(xiàn)DC/DC及DC/AC兩級(jí)能量變換的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述功率電路還包括濾波電路單元，所述濾波電路單元設(shè)置在所述DC/AC單元之后，并電網(wǎng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控電路單元設(shè)置有一個(gè)DSP芯片，風(fēng)能發(fā)電裝置的電力逆變器和空調(diào)器的直流變頻控制器共用所述的DSP芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述功率電路包括太陽能光伏發(fā)電裝置，其與所述風(fēng)能發(fā)電裝置并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括功率電路和控制電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的風(fēng)能變頻空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力互補(bǔ)，以風(fēng)能發(fā)電的電力和電網(wǎng)電力共同驅(qū)動(dòng)空調(diào)器運(yùn)行，同時(shí)，當(dāng)空調(diào)器空閑或風(fēng)能發(fā)電的電力有剩余時(shí)，又可通過本發(fā)明的回饋電網(wǎng)，用于家庭的其他家用電器。
文檔編號(hào)H02M5/453GK102420532SQ201110219919
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者崔嚴(yán)鵬, 方湘濤, 楊鐵軍, 洪德欣, 鄭祖義, 陳育鋒 申請(qǐng)人:廣東志高空調(diào)有限公司