专利名称：一种风能变频空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及空调器领域，确切地说是指一种风能变频空调系统。
背景技术：
风能作为一种清洁的可再生能源，将成为21世纪最有潜力的绿色能源之一。风能以其清洁环保、蕴藏丰富等优点正逐步得到了开发和利用。随着风能发电设备的小型化和民用领域的普及化，风能在家用电器中的研究应用已经开始变成现实。空调器是夏季用电的第一大户，平均占到各地总用电量的25%，而在北京、上海、 广州等大城市，空调的用电量接近总用电量的一半。研究和开发风能等绿色能源空调器，具有广阔的推广和应用前景，可在全球范围内减少二氧化硫等废气的排放，有效的保护环境， 减少污染，提高人们的健康水平；极大减少空调器对电网依赖，缓解夏季我国用电不足的困境。风能是目前全球在新能源利用方面技术最成熟、最具规模化和产业化发展的行业之一， 也将得到国家政策扶持，是未来消费的引导方向。目前，在绿色能源空调器的研究和开发领域中，风能发电的电力和试点电力互补型空调器的研究和开发，至今仍是处于空白状态。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种风能变频空调系统，风能发电的电力和电网电力互补，以风能发电的电力和电网电力共同驱动空调器运行，同时，当空调器空闲或风能发电的电力有剩余时，又可通过本发明的回馈电网，用于家庭的其他家用电器。为了解决以上的技术问题，本发明提供的风能变频空调系统，包括功率电路和控制电路，其中所述功率电路包括风能发电装置、AC/DC单元、DC/DC单元、DCLink单元及DC/AC 单元；所述AC/DC单元，用于将所述风能发电装置输出的低压交流电向低压直流电转换；所述DC/DC单元，用于将所述AC/DC单元输出的低压直流电向高压直流电转换；所述DCLink 单元，用于采样并缓冲所述DC/DC单元输出的高压直流电；所述DC/AC单元，用于将所述高压直流电转换为电网交流电，同时输出电压与电网电压相位或较高的功率因数；所述控制电路包括MPPT单元、中间电压检测单元、IGBT驱动单元、输出电流及电网同步检测单元、主控电路单元；所述MPPT单元，用于采集所述AC/DC单元输出的低压直流电的最大输出功率，并反馈给所述主控电路单元；所述中间电压检测单元，将DCLink单元采样的所述DC/DC单元输出的高压直流电反馈给所述主控电路单元；所述IGBT驱动单元， 将直流电逆变成频率可调的交流电；所述输出电流及电网同步检测单元，用于输出电流及电网同步检测；所述主控电路单元，从功率电路中采集数字及模拟信号并进行相应运算后完成对空调器的控制，以实现DC/DC及DC/AC两级能量变换的功能。较优地，所述功率电路还包括滤波电路单元，所述滤波电路单元设置在所述DC/AC单元之后，并电网连接。较优地，所述主控电路单元设置有一个DSP芯片，风能发电装置的电力逆变器和空调器的直流变频控制器共用所述的DSP芯片。较优地，所述功率电路包括太阳能光伏发电装置，其与所述风能发电装置并联。与现有技术相比，本发明提供的风能变频空调系统，风能发电的电力和电网电力互补，以风能发电的电力和电网电力共同驱动空调器运行，同时，当空调器空闲或风能发电的电力有剩余时，又可通过本发明的回馈电网，用于家庭的其他家用电器。
图1为本发明中风能变频空调系统的结构示意图；图2为本发明中风能变频空调系统的控制框图。
具体实施例方式为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。请参见图1和图2，图1为本发明中风能变频空调系统的结构示意图；图2为本发明中风能变频空调系统的控制框图。本发明提供的风能变频空调系统，由风能发电装置1、变频空调器室内机C和变频空调器室外机B组成。风能发电装置1安装在建筑物的顶部，风能发电装置1发电输出24V 交流电，通过连接电缆线A接入内置于空调器室外机B的控制器，经过控制器的整流滤波和升压控制后，与电网的整流直流电压在负载端，以“准直流并网”方式进行并联，使得电网电流可以无缝的非常平顺的切入或退出补充供电，确保变频空调器11的平稳运行，实现风能发电的电力和电网并联共同驱动变频空调器11。请参见图2，本发明提供的风能变频空调系统，包括功率电路和控制电路，功率电路包括风能发电装置1、AC/DC单元2、DC/DC单元3、DCLink单元4及DC/AC单元6 ；控制电路包括MPPT单元12、中间电压检测单元3、IGBT驱动单元7、输出电流及电网同步检测单元 9、主控电路单元10。AC/DC单元2，用于将风能发电装置1输出的低压交流电向低压直流电转换，同时调节控制风能发电装置1的工作点，动态追寻风能发电装置1的最大功率点。DC/DC单元3，用于将AC/DC单元2输出的低压直流电向高压直流电转换。在DC/ DC转换过程中，通过宽功率范围高转换效率控制降耗，最大程度避免转换过程的能量损耗， 实现了在48V以下的低电压下的DC/DC变换最高效率达到92%以上，低功率下也达到86% 以上。DCL ink单元4，用于采样并缓冲DC/DC单元3输出的高压直流电。DC/AC单元6，用于将高压直流电转换为电网交流电，同时输出电压与电网电压相位或较高的功率因数。功率电路还包括滤波电路单元8，滤波电路单元8设置在DC/AC单元6之后，并电网13连接，防止逆变器对电网13产生干扰。主控电路单元10，从功率电路中采集数字及模拟信号并进行相应运算后完成对空调器的控制，以实现DC/DC及DC/AC两级能量变换的功能，主控电路单元10设置有一个DSP 芯片，风能发电装置1的电力逆变器和空调器的直流变频控制器共用的DSP芯片。高压直流电一方面直接接入风能变频空调器11并经其内置逆变器处理后驱动变频空调11运转； 另一方面，风能变频空调器11空闲时，该高压直流电通过并网逆变器处理后回馈家庭电表后端的电网，供用户其它家用电器使用。另外，直流升压模块与整流滤波器之间设置有二极管，通过并网逆变器模块控制其输出直流电压略高于电网整流后的电压，自动保证变频空调系统优先使用风能发电的电力。MPPT单元12，用于采集AC/DC单元2输出的低压直流电的最大输出功率，并反馈给主控电路单元10，实现始终把风能发电的电力最大输出功率充分利用，同时减少风能发电的电力的波动对负载电流的影响。中间电压检测单元5，将DCLink单元4采样的DC/DC单元3输出的高压直流电反馈给主控电路单元10。IGBT驱动单元8，将直流电逆变成频率可调的交流电；输出电流及电网同步检测单元9，用于输出电流及电网同步检测。与现有技术相比，本发明提供的风能变频空调系统，风能发电的电力和电网电力互补，以风能发电的电力和电网电力共同驱动空调器运行，同时，当空调器空闲或风能发电的电力有剩余时，又可通过本发明的回馈电网，用于家庭的其他家用电器。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种风能变频空调系统，其特征在于，包括功率电路和控制电路所述功率电路包括风能发电装置、AC/DC单元、DC/DC单元、DCLink单元及DC/AC单元； 所述AC/DC单元，用于将所述风能发电装置输出的低压交流电向低压直流电转换；所述DC/ DC单元，用于将所述AC/DC单元输出的低压直流电向高压直流电转换；所述DCLink单元， 用于采样并缓冲所述DC/DC单元输出的高压直流电；所述DC/AC单元，用于将所述高压直流电转换为电网交流电，同时输出电压与电网电压相位或较高的功率因数；所述控制电路包括MPPT单元、中间电压检测单元、IGBT驱动单元、输出电流及电网同步检测单元、主控电路单元；所述MPPT单元，用于采集所述AC/DC单元输出的低压直流电的最大输出功率，并反馈给所述主控电路单元；所述中间电压检测单元，将DCLink单元采样的所述DC/DC单元输出的高压直流电反馈给所述主控电路单元；所述IGBT驱动单元，将直流电逆变成频率可调的交流电；所述输出电流及电网同步检测单元，用于输出电流及电网同步检测；所述主控电路单元，从功率电路中采集数字及模拟信号并进行相应运算后完成对空调器的控制，以实现DC/DC及DC/AC两级能量变换的功能。
2.根据权利要求1所述的风能变频空调系统，其特征在于，所述功率电路还包括滤波电路单元，所述滤波电路单元设置在所述DC/AC单元之后，并电网连接。
3.根据权利要求1所述的风能变频空调系统，其特征在于，所述主控电路单元设置有一个DSP芯片，风能发电装置的电力逆变器和空调器的直流变频控制器共用所述的DSP芯片。
4.根据权利要求1所述的风能变频空调系统，其特征在于，所述功率电路包括太阳能光伏发电装置，其与所述风能发电装置并联。
全文摘要
本发明公开一种风能变频空调系统，包括功率电路和控制电路。与现有技术相比，本发明提供的风能变频空调系统，风能发电的电力和电网电力互补，以风能发电的电力和电网电力共同驱动空调器运行，同时，当空调器空闲或风能发电的电力有剩余时，又可通过本发明的回馈电网，用于家庭的其他家用电器。
文档编号H02M5/453GK102420532SQ201110219919
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者崔严鹏, 方湘涛, 杨铁军, 洪德欣, 郑祖义, 陈育锋 申请人:广东志高空调有限公司