本發(fā)明屬于風(fēng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種風(fēng)能獨(dú)立供電的水泵供水控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于農(nóng)田尾水是土壤淋溶匯集而成，含有豐富的氮磷，進(jìn)入環(huán)境和水體會(huì)造成環(huán)境和水體的污染，可將農(nóng)田尾水氮磷循環(huán)利用，充分實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，減少環(huán)境污染。灌溉農(nóng)業(yè)作為一種穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，遍布世界各地，其主要是通過(guò)各種農(nóng)用水利灌溉設(shè)施，滿足農(nóng)作物對(duì)水分的需要，調(diào)節(jié)土地溫度、濕度和土壤空氣、養(yǎng)分，提高土地生產(chǎn)能力。傳統(tǒng)的人力、蓄力機(jī)泵負(fù)載因存在效率低下等缺陷，故而已經(jīng)基本上為現(xiàn)代內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)機(jī)泵負(fù)載等取代，但此類現(xiàn)代機(jī)泵負(fù)載在應(yīng)用時(shí)仍存在諸多缺陷，比如，需要布置長(zhǎng)程供電網(wǎng)絡(luò)，或需要耗費(fèi)大量汽油、煤油能源等，能耗大，成本高昂。

風(fēng)能水泵供水系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有風(fēng)能灌溉荒漠治理、風(fēng)能農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、風(fēng)能滲灌草原牧業(yè)、風(fēng)能城市水景景觀、風(fēng)能村莊生活供水、風(fēng)能海水淡化等。

風(fēng)能是取之不盡用之不竭的一種能源，但是風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能后電壓和頻率都極不穩(wěn)定的，導(dǎo)致水泵無(wú)法正常工作，很難保證灌溉系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和持續(xù)性，為了使風(fēng)能在水泵供水系統(tǒng)中為得到充分的利用，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種風(fēng)能獨(dú)立供電的水泵供水控制系統(tǒng)，使風(fēng)能得到更加充分的利用為人民造福。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)能獨(dú)立供電的水泵供水控制系統(tǒng)，通過(guò)三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能力轉(zhuǎn)換成頻率、電壓都不穩(wěn)定的交流電，并將轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)定的交流電依次經(jīng)風(fēng)能水泵變頻器中的三相半控整流及濾波單元、BOOST轉(zhuǎn)換單元和三相逆變單元，轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定和頻率可調(diào)的交流電，轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定的交流電供交流水泵使用，解決了風(fēng)能轉(zhuǎn)換的電能不穩(wěn)定，且利用率低的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種風(fēng)能獨(dú)立供電的水泵供水控制系統(tǒng)，包括三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)能水泵變頻器、交流水泵和儲(chǔ)水裝置；

所述三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)風(fēng)能水泵變頻器與交流水泵連接，所述交流水泵與儲(chǔ)水裝置連接；

所述三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能；

所述風(fēng)能水泵變頻器用于將電壓和頻率不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定、頻率可調(diào)的交流電；

所述交流水泵用于將水源里的水抽出注入儲(chǔ)水裝置中；

所述儲(chǔ)水裝置用于儲(chǔ)藏水。

進(jìn)一步地，所述所述風(fēng)能水泵變頻器包括三相半控整流及濾波單元、BOOST轉(zhuǎn)換單元、三相逆變單元和控制系統(tǒng)；

所述三相半控整流及濾波單元的輸出端與BOOST轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接，所述用于將三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換交流電轉(zhuǎn)換成直流電；

所述BOOST轉(zhuǎn)換單元的輸出端與三相逆變單元的輸入端連接，所述BOOST轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成570V的穩(wěn)定直流電壓；

所述三相逆變單元與交流水泵連接，所述三相逆變單元用于將570V的穩(wěn)定直流電壓逆變成380V且頻率可調(diào)的三相交流電；

所述控制系統(tǒng)分別與三相半控整流及濾波單元、BOOST轉(zhuǎn)換單元和三相逆變單元連接，所述控制系統(tǒng)用于對(duì)三相半控整流及濾波單元、BOOST轉(zhuǎn)換單元和三相逆變單元進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述交流水泵為三相交流水泵。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)水裝置包括蓄水池和田地。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成頻率、電壓都不穩(wěn)定的交流電；通過(guò)風(fēng)能水泵變頻器將三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定和頻率可調(diào)的交流電，并將輸出的交流電供交流水泵使用，本系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)力強(qiáng)度的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)能的最大功率點(diǎn)跟蹤，能夠最大程度的利用風(fēng)能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種風(fēng)能獨(dú)立供電的水泵供水控制系統(tǒng)圖；

圖2為三相半控整流及濾波單元3的原理圖；

圖3為BOOST轉(zhuǎn)換單元4的原理圖；

圖4為三相逆變單元5的原理圖；

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1-三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)，2-風(fēng)能水泵變頻器，3-三相半控整流及濾波單元，4-BOOST轉(zhuǎn)換單元，5-三相逆變單元，6-控制系統(tǒng)，7-交流水泵，8-儲(chǔ)水裝置8。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明為一種風(fēng)能獨(dú)立供電的水泵供水控制系統(tǒng)，包括三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)1、風(fēng)能水泵變頻器2、交流水泵7和儲(chǔ)水裝置8；其中風(fēng)能水泵變頻器2包括三相半控整流及濾波單元3、BOOST轉(zhuǎn)換單元4、三相逆變單元5和控制系統(tǒng)6；

三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)1與三相半控整流及濾波單元3的輸入端連接，三相半控整流及濾波單元3的輸出端與BOOST轉(zhuǎn)換單元4的輸入端連接，BOOST轉(zhuǎn)換單元4的輸出端與三相逆變單元5的輸入端連接，三相逆變單元5的輸出端與交流水泵7的三相電相連接，交流水泵7與儲(chǔ)水裝置8連接，控制系統(tǒng)6分別與三相半控整流及濾波單元3、BOOST轉(zhuǎn)換單元4和三相逆變單元5連接。

三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)1用于將不同風(fēng)力大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電能；

風(fēng)能水泵變頻器2是風(fēng)能水泵系統(tǒng)中的重要組成部分，風(fēng)能水泵變頻器2將三相風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出的頻率和電壓均不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換為電壓穩(wěn)定且頻率可調(diào)的交流電，轉(zhuǎn)換的交流電能驅(qū)動(dòng)交流水泵7工作。

交流水泵7用于將水源里的水抽出注入儲(chǔ)水裝置8中；

所述儲(chǔ)水裝置7為蓄水池或田地，用于儲(chǔ)藏水水源。

如圖2所示，三相半控整流及濾波單元3用于將三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)換的電壓不穩(wěn)定、頻率不穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換成小于等于400V的直流電。

如圖3所示，BOOST轉(zhuǎn)換單元4用于將小于等于400V的直流電轉(zhuǎn)換成570V的直流電。

如圖4所示，三相逆變單元5用于將570V的直流電逆變成380V且頻率可調(diào)的交流電。

當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，經(jīng)三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)換成的交流電壓大于283V，此時(shí)控制系統(tǒng)6調(diào)節(jié)三相半控整流及濾波單元3的導(dǎo)通角，使三相半控整流及濾波單元3將輸入的大于283V的交流電壓轉(zhuǎn)換成400V的穩(wěn)定直流電壓；當(dāng)風(fēng)力較小時(shí)，經(jīng)三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)換成的交流電壓小于283V,此時(shí)控制系統(tǒng)6調(diào)節(jié)三相半控整流及濾波單元3的導(dǎo)通角為100％，使三相半控整流及濾波單元3變換成三相全波整流，保證三相半控整流及濾波單元3將輸入的小于283V的交流電以最大的直流電壓輸出；三相半控整流及濾波單元3輸出的電壓輸入至BOOST轉(zhuǎn)換單元4中，控制系統(tǒng)6通過(guò)對(duì)BOOST轉(zhuǎn)換單元4中IGBT模塊的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，使BOOST轉(zhuǎn)換單元4輸出的電壓穩(wěn)定為570V。

570V的穩(wěn)定電壓經(jīng)三相逆變單元5逆變成380V且頻率可調(diào)的三相交流電，經(jīng)三相逆變單元5逆變成380V頻率可調(diào)的三相交流電供交流水泵7工作，交流水泵7工作將水源里的水抽出注入儲(chǔ)水裝置8中，以滿足用戶對(duì)水的需求。

在此過(guò)程中，三相半控整流及濾波單元3能夠?qū)Σ煌L(fēng)力狀況下轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行處理，以滿足BOOST轉(zhuǎn)換單元4的供電需求，因此風(fēng)能水泵變頻器2中的三相半控整流及濾波單元3和BOOST轉(zhuǎn)換單元4具有MPPT功能，可以寬范圍的實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電最大功率的實(shí)時(shí)跟蹤。

本發(fā)明通過(guò)三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成頻率、電壓都不穩(wěn)定的交流電；通過(guò)風(fēng)能水泵變頻器將三相風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定和頻率可調(diào)的交流電，并將輸出的交流電供交流水泵使用，本系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)力強(qiáng)度的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓和頻率，能夠最大程度的利用風(fēng)能。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。