一种用于电机驱动的光伏发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于电机驱动的光伏发电系统，属于分布式发电与智能电网领域。
【背景技术】
[0002]太阳能的利用是缓解全球能源紧缺与环境污染问题的重要途径，光伏发电就是近年来研究的热点之一。对直流电压较高的负载供电，蓄电池电压一般较低，满足不了其供电需求。采用目前成熟的电力电子变流技术可将太阳能转换成电能，进而实现电压变换与功率控制。
[0003]为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行，必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率。用于交流电机驱动的谐振直流环节软开关逆变器以其结构简单、控制方便而受到研究者的关注。从早期的谐振直流环节逆变器、有源箝位谐振直流环节逆变器，发展到各种并联谐振直流环节逆变器。并联谐振直流环节逆变器具有电感元件在并联支路，可以减少电感损耗、各元件电压应力低、各开关元件均工作于软开关状态下、电路具有良好的脉宽调制应用能力等优点，是目前谐振直流环节逆变器拓扑研究发展的主流。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:提供了一种用于电机驱动的光伏发电系统，通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振电路，使直流链电压周期性地归零，可以实现PWM逆变桥主开关器件的零电压开关，而且辅助开关器件也可以实现零电压开关。此夕卜，其辅助谐振电路只有一个辅助开关器件，所以该逆变器控制相对简单，硬件成本低。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种用于电机驱动的光伏发电系统，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、交流电机;光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、交流电机顺次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为交流电机供电;Boost升压电路包括光伏侧储能电容Co、Boost升压电感Lo、Boost升压电路开关器件So、B00st升压电路二极管VDo、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括谐振电容Cx、谐振电感U、辅助开关器件Sal及Sal的反并联二极管VDal、辅助二极管VDa25PffM逆变桥采用三相全桥逆变器结构，包括六个开关器件S1-S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容;开关器件S1、S3、S5的集电极相连，作为PffM逆变桥的输入正端;开关器件32、S4、S6的发射极相连，作为PWM逆变桥的输入负端;光伏阵列与光伏侧储能电容Co并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感Lq相连，Boost升压电感Lq另一端与Boost升压电路开关器件Sq的集电极、Boost升压电路二极管VDo的阳极相连，Boost升压电路二极管VDo的阴极与直流侧储能电容C1的一端、辅助开关器件Sal的集电极、反并联二极管VDal的阴极、谐振电容Cx的一端、辅助二极管VDa2的阴极相连，谐振电容Cx的另一端与谐振电感Lr的一端、辅助二极管VDaJ^阳极相连，谐振电感Lr的另一端与辅助开关器件Sal的发射极、反并联二极管VDaJ^阳极、PffM逆变桥的输入正端相连，PWM逆变桥的输入负端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件So的发射极、直流侧储能电容C1的另一端相连;PWM逆变桥中，S1的发射极与S2的集电极相连，S3的发射极与S4的集电极相连，S5的发射极与S6的集电极相连，由S2、S4、S6的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端;PffM逆变桥的a、b、c三个输出端分别接至交流电机，驱动交流电机运转。
[0006]本实用新型的有益效果为:1、辅助谐振电路为PWM逆变桥开关器件提供零电压开关条件，只有I个辅助开关器件，无源辅助元件只有I个谐振电感，I个谐振电容和I个辅助二极管，有利于实现装置的小型化，轻量化和控制简单化;2、六个主开关器件在直流链零电压凹槽内完成切换以后，不需要控制辅助开关器件，直流母线电压可以自然回升到电源电压，控制更简单;3、主开关器件和辅助开关器件都可以实现零电压开关，承受电压不超过直流电压;4、主开关器件在直流链零电压凹槽内切换时，不需要设置死区，通过桥臂短路使谐振电感存储足够的能量，保证主开关器件完成切换后，直流链电压可以回升到电源电压;5、直流侧没串联分压电容，因此无中性点电位的变化问题。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型结构不意图。
[0008]图2为本实用新型等效电路图；iLr为流过Lr的电流，UCx、UCr分别为电容Cx、Cr两端的电压。
[0009]图3为本实用新型的特征工作波形图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步阐述，但不限于此。
[0011]如图1所示，一种用于电机驱动的光伏发电系统结构示意图，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、交流电机;光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、交流电机顺次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为交流电机供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容Co、Boost升压电感La、Boost升压电路开关器件S0、B00st升压电路二极管VDo、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括谐振电容Cx、谐振电感U、辅助开关器件Sal及Sal的反并联二极管VDal、辅助二极管VDa2;PWM逆变桥采用三相全桥逆变器结构，包括六个开关器件Si?S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容;开关器件S1、S3、S5的集电极相连，作为PffM逆变桥的输入正端;开关器件S2、S4、S6的发射极相连，作为PffM逆变桥的输入负端。
[0012]光伏阵列与光伏侧储能电容Co并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L0相连，Boost升压电感Lo另一端与Boost升压电路开关器件So的集电极、Boost升压电路二极管VD0的阳极相连，Boost升压电路二极管VDo的阴极与直流侧储能电容C1的一端、辅助开关器件Sal的集电极、反并联二极管VDal的阴极、谐振电容Cx的一端、辅助二极管VDa2的阴极相连，谐振电容Cx的另一端与谐振电感Lr的一端、辅助二极管VDa2的阳极相连，谐振电感Lr的另一端与辅助开关器件Sal的发射极、反并联二极管VDaJ^阳极、PffM逆变桥的输入正端相连，PWM逆变桥的输入负端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件So的发射极、直流侧储能电容C1的另一端相连;PffM逆变桥中，S1的发射极与S2的集电极相连，S3的发射极与S4的集电极相连，S5的发射极与S6的集电极相连，由S2、S4、S6的集电极分别引出P丽逆变桥的a、b、c三个输出端;PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别接至交流电机，驱动交流电机运转。
[0013]Boost升压电路实现最大功率跟踪，辅助谐振电路为PffM逆变桥开关器件提供零电压开关条件，PWM逆变桥实现DC/AC变换。
[0014]为简化分析，做如下假设:1、器件均为理想工作状态；2、光伏阵列、Boost升压电路、等效为一直流电压源E;3、负载电感远大于谐振电感，PffM逆变桥开关状态过渡瞬间的负载电流可以认为是恒流源1，其数值取决于各相电流的瞬时值及PWM逆变桥6个开关器件的开关状态;4、PWM逆变桥的6个