ニュース
パワーコンディショナの百科事典の紹介
インバータ 、電力調整器および電力調整器としても知られる、太陽光発電システムの重要な部分です。 太陽光発電インバーターの主な機能は、太陽光パネルで生成された DC 電力を家電製品で使用される AC 電力に変換することです。 ソーラーパネルで発電された電気はすべて、外界に出力する前にインバーターで処理する必要があります。 [1] SPWM プロセッサは通常、フルブリッジ回路を通じて変調、フィルタリング、昇圧などを行い、システムエンドユーザーの照明負荷周波数、定格電圧などに適合する正弦波 AC 電力を取得します。 インバーターを使用すると、DC バッテリーを使用して家電製品に AC 電力を供給できます。
導入：
太陽光交流発電システムは、ソーラーパネル、チャージコントローラー、インバーター、バッテリーで構成されています。 太陽光直流発電システムにはインバーターは含まれておりません。 AC電力をDC電力に変換するプロセスは整流と呼ばれ、整流機能を完了する回路は整流回路と呼ばれ、整流プロセスを実行するデバイスは整流デバイスまたは整流器と呼ばれます。 これに対応して、直流電力を交流電力に変換するプロセスをインバータ、インバータ機能を完成させる回路をインバータ回路、インバータ処理を実現する装置をインバータ装置またはインバータと呼びます。
インバータ デバイスの中核は、インバータ回路と呼ばれるインバータ スイッチ回路です。 この回路は、パワーエレクトロニクススイッチをオン/オフすることによってインバータ機能を完了します。 パワーエレクトロニクススイッチングデバイスのスイッチングには特定の駆動パルスが必要であり、これらのパルスは電圧信号を変更することで調整できます。 パルスを生成および調整する回路は、多くの場合、制御回路または制御ループと呼ばれます。 インバータ装置の基本構成は、上記のインバータ回路、制御回路に加え、保護回路、出力回路、入力回路、出力回路等を含んでいます。
特徴：
建物の多様性により、必然的に太陽光パネルの設置も多様化します。 建物の美観を考慮しながら太陽光エネルギーの変換効率を最大限に高めるためには、パワーコンディショナーの多様化を図り、最適な太陽光エネルギーの活用を実現する必要があります。 変換する。
集中反転
集中型インバータは、通常、大規模太陽光発電所（>10kW）のシステムで使用されます。 多くの並列太陽光発電ストリングが、同じ集中型インバータの DC 入力に接続されています。 一般に、高電力には三相 IGBT パワー モジュールが使用されます。 より小型のものは、電界効果トランジスタを使用し、DSP 変換コントローラーを使用して生成される電力の品質を向上させ、正弦波電流に非常に近づけます。 最大の特徴は、システムのハイパワーかつ低コストです。 ただし、太陽光発電システム全体の効率と発電能力は、太陽光発電ストリングのマッチングと部分的なシェーディングの影響を受けます。 同時に、特定の太陽光発電ユニット群の稼働状態が悪いと、太陽光発電システム全体の発電信頼性も影響を受けます。 最新の研究の方向性は、空間ベクトル変調制御の使用と、部分負荷条件下で高効率を得る新しいインバータ トポロジー接続の開発です。 SolarMax 集中インバータでは、太陽光発電アレイ インターフェイス ボックスを取り付けて、太陽光発電セイル パネルの各ストリングを監視できます。 ストリングの 1 つが正常に動作していない場合、システムはその情報をリモコンに送信し、このストリングはリモコンで停止できるため、1 つの太陽光発電ストリングの故障が仕事やエネルギー出力を低下させたり、影響を与えたりすることはありません。太陽光発電システム全体の。
ストリングインバーター
ストリングインバータは、国際市場で最も人気のあるインバータとなっています。 ストリング インバーターはモジュール式の概念に基づいています。 各太陽光発電ストリング (1kW ～ 5kW) はインバータを通過し、DC 端で最大電力ピーク追跡機能を備え、AC 端でグリッドに並列接続されます。 多くの大規模太陽光発電所ではストリングインバータが使用されています。 利点は、モジュールの違いやストリング間の影の影響を受けないこと、同時に太陽電池モジュールの最適動作点を下げることです。
インバーターとのミスマッチにより発電量が増加します。 これらの技術的利点により、システムのコストが削減されるだけでなく、システムの信頼性も向上します。 同時に、ストリング間に「マスター/スレーブ」の概念が導入され、システム内の 1 つのストリングの電力では 1 台のインバーターを動作させることができない場合、複数のグループの太陽光発電ストリングを接続して、1 つまたは複数の太陽光発電ストリングを接続することができます。そのうちのいくつかは機能します。 、それによってより多くの電気エネルギーを生成します。 最新のコンセプトは、複数のインバータが互いに「チーム」を形成して「マスター/スレーブ」の概念を置き換え、システムの信頼性を高めるというものです。
複数ストリングインバーター
マルチストリングインバータは、集中インバータとストリングインバータの利点を活かし、欠点を回避し、数キロワットの太陽光発電所に適用できます。 マルチストリング インバータには、異なる個別の電力ピーク トラッキングと DC/DC コンバータが含まれています。 DC は、一般的な DC-AC インバーターを通じて AC 電力に変換され、送電網に接続されます。 太陽光発電ストリングの異なる定格 (例: 異なる定格電力、異なるストリングあたりのモジュール数、異なるモジュールメーカーなど)、異なるサイズまたは異なる太陽電池モジュールの技術、異なるストリングの向き (例: 東、南、西) 、異なる傾斜角度またはシェーディングを共通のインバータに接続し、各ストリングをそれぞれの最大電力ピークで動作させることができます。 同時に、DC ケーブルの長さが短縮され、弦間のシャドウイング効果や弦間の違いによって生じる損失が最小限に抑えられます。
コンポーネントインバータ
モジュールインバータは各太陽光発電モジュールをインバータに接続し、各モジュールは独立した最大電力ピーク追跡機能を備えているため、モジュールとインバータがより適切に連携します。 通常、50W～400Wの太陽光発電所で使用されますが、総合効率はストリングインバータよりも低くなります。 AC側で並列接続されるため、AC側の配線が複雑になり、メンテナンスが困難になります。 もう 1 つ解決する必要があるのは、より効果的に電力網に接続する方法です。 簡単な方法は、通常の AC ソケットを介して電力網に直接接続することです。これにより、コストと機器の設置を削減できますが、多くの場合、各地の電力網の安全基準によりそれが許可されない場合があります。 その際、電力会社は発電装置を一般家庭のコンセントに直接接続することに反対する可能性があります。 もう 1 つの安全関連要素は、絶縁トランス (高周波または低周波) が必要かどうか、またはトランスレス インバータが許可されるかどうかです。 このインバータはガラスカーテンウォールで最も広く使用されています。
太陽光発電インバーターの効率
ソーラーインバータの効率とは、再生可能エネルギーの需要により、ソーラーインバータ（太陽光発電インバータ）の市場が成長していることを指します。 そして、これらのインバータには非常に高い効率と信頼性が必要です。 これらのインバータで使用される電源回路が検査され、スイッチングおよび整流器デバイスの最適な選択が推奨されます。 太陽光発電インバータの一般的な構造を図 1 に示します。3 つの異なるインバータから選択できます。 太陽光は直列に接続された太陽電池モジュールを照らし、各モジュールには直列に接続された一連の太陽電池ユニットが含まれています。 太陽電池モジュールによって生成される直流 (DC) 電圧は、モジュールアレイの照明条件、セルの温度、直列に接続されたモジュールの数によって異なりますが、数百ボルト程度です。
このタイプのインバータの主な機能は、入力 DC 電圧を安定した値に変換することです。 この機能はブースト コンバータを通じて実装され、ブースト スイッチとブースト ダイオードが必要です。 最初のアーキテクチャでは、ブースト段の後に絶縁型フルブリッジ コンバータが続きます。 フルブリッジトランスの目的は絶縁を提供することです。 出力側の 2 番目のフルブリッジ コンバータは、1 段目のフルブリッジ コンバータからの DC を交流 (AC) 電圧に変換するために使用されます。 その出力は、追加の二重接点リレー スイッチを介して AC グリッド ネットワークに接続される前にフィルタリングされ、障害発生時の安全な分離と夜間の供給グリッドからの分離を実現します。 2 番目の構造は非絶縁方式です。 このうち、AC 電圧は昇圧段が出力する DC 電圧から直接生成されます。 3 番目の構造では、パワー スイッチとパワー ダイオードの革新的なトポロジーを使用して、ブースト パーツと AC 生成パーツの機能を専用のトポロジーに統合し、ソーラー パネルの変換効率が非常に低いにもかかわらず、インバーターの効率を可能な限り高めます。 100% に近いですが、非常に重要です。ドイツでは、南向きの屋根に設置された 3kW シリーズ モジュールは、年間 2550 kWh を発電すると予想されています。 インバーター効率が 95% から 96% に向上すると、毎年さらに 25kWh の電力を生成できます。 この 25kWh を生成するために追加の太陽電池モジュールを使用するコストは、インバーターを追加するのと同等です。 効率を 95% から 96% に高めてもインバーターのコストが 2 倍になるわけではないため、より効率的なインバーターへの投資は避けられない選択です。 新しい設計では、最もコスト効率の高い方法でインバータ効率を向上させることが重要な設計基準です。 インバーターの信頼性とコストに関しては、これらはもう 2 つの設計基準です。 効率が高くなると、負荷サイクル中の温度変動が減少し、それによって信頼性が向上するため、これらのガイドラインは実際に関連しています。 モジュールを使用すると信頼性も向上します。
昇圧スイッチとダイオード
示されているすべてのトポロジーには、高速スイッチング電源スイッチが必要です。 ブースト段とフルブリッジ変換段には高速スイッチング ダイオードが必要です。 さらに、低周波数 (100Hz) スイッチング用に最適化されたスイッチも、これらのトポロジーに役立ちます。 どのシリコン テクノロジーでも、高速スイッチング用に最適化されたスイッチは、低周波数スイッチング アプリケーション用に最適化されたスイッチよりも導通損失が高くなります。
ブースト段は通常、連続電流モードコンバータとして設計されています。 インバーターで使用されるアレイ内のソーラーモジュールの数に応じて、600V デバイスを使用するか 1200V デバイスを使用するかを選択できます。 パワースイッチには MOSFET と IGBT の 2 つの選択肢があります。 一般に、MOSFET は IGBT よりも高いスイッチング周波数で動作できます。 さらに、ボディ ダイオードの影響を常に考慮する必要があります。ブースト段の場合、ボディ ダイオードは通常の動作モードでは導通しないため、これは問題にはなりません。 MOSFET の導通損失は、オン抵抗 RDS(ON) から計算できます。これは、特定の MOSFET ファミリの有効ダイ面積に比例します。 定格電圧が 600V から 1200V に変化すると、MOSFET の導通損失が大幅に増加します。 したがって、RDS(ON)定格が同等であっても、1200V MOSFETが入手できないか、価格が高すぎる場合があります。
定格 600V のブースト スイッチの場合は、スーパージャンクション MOSFET を使用できます。 高周波スイッチング用途では、この技術は最高の伝導損失を実現します。 TO-220 パッケージでは RDS(ON) 値が 100 ミリオーム未満の MOSFET、TO-247 パッケージでは RDS(ON) 値が 50 ミリオーム未満の MOSFET。 1200V の電力スイッチングを必要とするソーラーインバータには、IGBT が適切な選択肢です。 NPT トレンチや NPT フィールド ストップなどのより高度な IGBT テクノロジは、導通損失を低減するために最適化されていますが、その代償としてスイッチング損失が増加するため、高周波数での昇圧アプリケーションにはあまり適していません。
古い NPT プレーナ技術に基づいて、高いスイッチング周波数でブースト回路の効率を向上できるデバイス FGL40N120AND が開発されました。 EOFF は 43uJ/A です。 より高度な技術のデバイスと比較すると、EOFF は 80uJ/A ですが、これを達成する必要があります。この種の性能は非常に困難です。 FGL40N120AND デバイスの欠点は、飽和電圧降下 VCE(SAT) (125 ℃で 3.0 V 対 2.1 V) が高いことですが、高ブースト スイッチング周波数でのスイッチング損失が低いため、これを補って余りあります。 このデバイスには逆並列ダイオードも統合されています。 通常の昇圧動作では、このダイオードは導通しません。 ただし、起動時または過渡状態では、ブースト回路がアクティブ モードに駆動される可能性があり、その場合には逆並列ダイオードが導通します。 IGBT 自体には固有のボディ ダイオードがないため、信頼性の高い動作を保証するには、この同時パッケージ化されたダイオードが必要です。 ブースト ダイオードには、Stealth™ などのファスト リカバリ ダイオードやカーボン シリコン ダイオードが必要です。カーボン シリコン ダイオードは、順方向電圧と損失が非常に低くなります。 ブースト ダイオードを選択するときは、追加の損失が発生するため、ブースト スイッチに対する逆回復電流 (またはカーボン シリコン ダイオードの接合容量) の影響を考慮する必要があります。 ここで、新たに発売された Stealth II ダイオード FFP08S60S は、より高い性能を提供できます。 VDD=390V、ID=8A、di/dt=200A/us、ケース温度 100℃の場合、計算されたスイッチング損失は FFP08S60S パラメータの 205mJ よりも低くなります。 ISL9R860P2 ステルス ダイオードを使用すると、この値は 225mJ に達します。 したがって、これにより、高いスイッチング周波数でのインバータの効率も向上します。
ブリッジスイッチとダイオード
MOSFET フルブリッジ フィルタリングの後、出力ブリッジは 50Hz の正弦波電圧および電流信号を生成します。 一般的な実装は、標準のフルブリッジ アーキテクチャを使用することです (図 2)。 図において、左上と右下のスイッチをオンにすると、左右の端子間にプラスの電圧がかかります。 右上と左下のスイッチをオンにすると、左右の端子間にマイナス電圧がかかります。 このアプリケーションでは、一定期間中に 1 つのスイッチだけがオンになります。 1 つのスイッチは PWM 高周波に、もう 1 つのスイッチは 50Hz の低周波に切り替えることができます。 ブートストラップ回路はローエンド デバイスの変換に依存しているため、ローエンド デバイスは PWM 高周波数にスイッチされ、ハイエンド デバイスは 50Hz の低周波数にスイッチされます。 このアプリケーションでは 600V パワー スイッチを使用するため、600V スーパージャンクション MOSFET はこの高速スイッチング デバイスに非常に適しています。 これらのスイッチング デバイスは、スイッチがオンのときに他のデバイスの完全な逆回復電流に耐えられるため、600V FCH47N60F などの高速回復超接合デバイスが理想的な選択肢です。 その RDS(ON) は 73 ミリオームであり、その伝導損失は他の同様の高速回復デバイスと比較して非常に低いです。 このデバイスが 50Hz で変換する場合、高速リカバリ機能を使用する必要はありません。 これらのデバイスは優れた dv/dt および di/dt 特性を備えており、標準のスーパージャンクション MOSFET と比較してシステムの信頼性が向上します。
検討する価値のあるもう 1 つのオプションは、FGH30N60LSD デバイスの使用です。 これは、飽和電圧 VCE(SAT) がわずか 1.1V の 30A/600V IGBT です。 ターンオフ損失 EOFF は 10mJ に達するため、低周波変換のみに適しています。 50 ミリオームの MOSFET は、動作温度で 100 ミリオームのオン抵抗 RDS(ON) を持ちます。 したがって、11A では、IGBT の VCE(SAT) と同じ VDS になります。 この IGBT は古いブレークダウン技術に基づいているため、VCE(SAT) は温度によってあまり変化しません。 したがって、この IGBT は出力ブリッジの全体的な損失を低減し、それによってインバータの全体的な効率が向上します。 FGH30N60LSD IGBT が半サイクルごとに 1 つの電力変換テクノロジから別の専用トポロジに切り替わるという事実も役に立ちます。 ここでは IGBT がトポロジカル スイッチとして使用されています。 スイッチングを高速化するために、従来の高速回復超接合デバイスが使用されます。 1200V 専用トポロジとフルブリッジ構造の場合、前述の FGL40N120AND は、新しい高周波太陽光発電インバータに非常に適したスイッチです。 特殊な技術でダイオードが必要な場合、Stealth II、Hyperfast™ II ダイオード、カーボンシリコン ダイオードが優れたソリューションとなります。
関数：
インバーターはDCからACへの変換機能だけでなく、太陽電池の性能を最大限に引き出す機能や系統故障保護機能も備えています。 まとめると、自動運転・停止機能、最大電力追従制御機能、単独運転防止機能（系統連系システム用）、自動電圧調整機能（系統連系システム用）、直流検出機能（系統連系システム用）があります。 )、および DC 接地検出。 機能 (系統接続システム用)。 自動運転・自動停止機能と最大電力追従制御機能について簡単に紹介します。
自動運転・停止機能：朝の日の出後、日射量が徐々に増加し、太陽電池の出力も増加します。 インバータの動作に必要な出力電力に達すると、インバータは自動的に運転を開始します。 運転開始後、インバータは太陽電池モジュールの出力を常時監視します。 太陽電池モジュールの出力電力がインバーターのタスクに必要な出力電力より大きい限り、インバーターは動作し続けます。 雨の日でもインバータは運転できますが、日没まで停止します。 太陽電池モジュールの出力が小さくなり、インバータ出力が0に近づくと、インバータはスタンバイ状態になります。
最大電力追従制御機能：太陽電池モジュールの出力は、日射の強さや太陽電池モジュール自体の温度（チップ温度）によって変化します。 また、太陽電池モジュールには電流が増加すると電圧が低下する特性があるため、最大の電力が得られる最適な動作点が存在します。 太陽放射の強度は変化しており、明らかに最適な作業点も変化しています。 これらの変化に関連して、太陽電池モジュールの動作点は常に最大電力点に保たれ、システムは常に太陽電池モジュールから最大出力を得ることができます。 このような制御が最大電力追従制御である。 太陽光発電システムに使用されるインバータの最大の特徴は、最大電力点追従（MPPT）機能を備えていることです。
タイプ
適用範囲の分類
(1) 通常のインバータ
DC 12V または 24V 入力、AC 220V、50Hz 出力、75W ～ 5000W の電力、一部のモデルは AC と DC 変換、つまり UPS 機能を備えています。
(2) インバータ・充電器一体型機
このタイプのインバータでは、ユーザーはさまざまな形式の電力を使用して AC 負荷に電力を供給できます。AC 電力がある場合、AC 電力はインバータを介して負荷に電力を供給するか、バッテリを充電するために使用されます。 AC 電源がない場合、バッテリは AC 負荷に電力を供給するために使用されます。 。 バッテリー、発電機、ソーラーパネル、風力タービンなど、さまざまな電源と組み合わせて使用できます。
(3) 郵便・通信用特殊インバータ
郵便および通信サービス向けに高品質の 48V インバータを提供します。 製品は高品質、高信頼性のモジュール式（モジュールは1KW）インバータで、N+1冗長機能を備え、拡張可能（電力2KWから20KW）です。 ）。
(4) 航空・軍事用特殊インバーター
このタイプのインバータには 28Vdc 入力があり、26Vac、115Vac、230Vac の AC 出力を提供できます。 出力周波数は 50Hz、60Hz、400Hz で、出力電力の範囲は 30VA ～ 3500VA です。 航空専用の DC-DC コンバーターや周波数コンバーターもあります。
出力波形の分類
(1) 方形波インバータ
方形波インバータが出力する交流電圧波形は方形波です。 このタイプのインバータに使用されるインバータ回路は全く同じではありませんが、回路が比較的シンプルで電源スイッチ管の数も少ないという共通点があります。 設計電力は通常、100 ワットから 1 キロワットの間です。 方形波インバータの利点は、回路が簡単、価格が安い、メンテナンスが容易であることです。 欠点は、方形波電圧には多数の高次高調波が含まれており、鉄心インダクタや変圧器を備えた負荷機器で追加の損失が発生し、無線機や一部の通信機器に干渉を引き起こすことです。 さらに、このタイプのインバータには、電圧調整範囲が不十分、保護機能が不完全、ノイズが比較的高いなどの欠点があります。
(2) ステップ波インバータ
このタイプのインバータが出力する交流電圧波形はステップ波です。 インバータがステップ波出力を実現するにはさまざまな系統があり、出力波形のステップ数も大きく異なります。 ステップ波インバータの利点は、方形波に比べて出力波形が大幅に改善され、高次高調波成分が低減されることです。 ステップが 17 を超えると、出力波形は疑似正弦波を実現できます。 トランスレス出力を使用すると、全体の効率が非常に高くなります。 欠点は、ラダー波重畳回路では電源スイッチ管を多く使用し、回路形式によっては複数のDC電源入力が必要になることです。 これは、太陽電池アレイのグループ化と配線、およびバッテリーのバランスのとれた充電に問題をもたらします。 さらに、階段波電圧は依然として無線機や一部の通信機器に対して高周波干渉を引き起こします。
正弦波インバーター
正弦波インバータが出力する交流電圧波形は正弦波です。 正弦波インバーターの利点は、出力波形が良好で、歪みが非常に低く、無線機や機器への干渉が少なく、ノイズが少ないことです。 さらに、完全な保護機能と高い総合効率を備えています。 欠点は、回路が比較的複雑で、高度なメンテナンス技術が必要であり、高価であることです。
上記の 3 種類のインバータの分類は、太陽光発電システムや風力発電システムの設計者やユーザーがインバータを識別して選択するのに役立ちます。 実は、同じ波形のインバータであっても、回路原理、使用するデバイス、制御方法などに大きな違いがあります。
その他の分類方法
1. 出力AC電力の周波数に応じて、電源周波数インバーター、中周波インバーター、高周波インバーターに分けることができます。 電源周波数インバータの周波数は50〜60Hzです。 中周波インバータの周波数は通常400Hzから10kHz以上です。 高周波インバータの周波数は一般に10kHz以上からMHzです。
2. インバータの出力相数に応じて、単相インバータ、三相インバータ、多相インバータに分けることができます。
3. インバータの出力電力の目的地に応じて、アクティブインバータとパッシブインバータに分けることができます。 インバータによって出力された電気エネルギーを産業用電力網に伝送するインバータは、アクティブ インバータと呼ばれます。 インバータによって出力された電気エネルギーを何らかの電気負荷に伝送するインバータは、パッシブ インバータと呼ばれます。 デバイス。
4. インバータ主回路の形式に応じて、シングルエンドインバータ、プッシュプルインバータ、ハーフブリッジインバータ、フルブリッジインバータに分けることができます。
5. インバータの主スイッチング素子の種類に応じて、サイリスタインバータ、トランジスタインバータ、電界効果インバータ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）インバータに分けることができます。 これは、「半制御」インバータと「完全制御」インバータの 2 つのカテゴリに分類できます。 前者には自己オフ機能がなく、オン後にコンポーネントは制御機能を失うため、「半制御型」と呼ばれ、通常のサイリスタはこのカテゴリに分類されます。 後者は自己消灯機能を持ち、つまり装置が無く、制御電極によってオン・オフを制御できるため「完全制御型」と呼ばれます。 パワー電界効果トランジスタと絶縁ゲート バイパワー トランジスタ (IGBT) はすべてこのカテゴリに属します。
6. DC電源は、電圧形インバータ(VSI)と電流形インバータ(CSI)に分けられます。 前者の場合、DC 電圧はほぼ一定で、出力電圧は交流方形波です。 後者の場合、DC 電流はほぼ一定で、出力電流は交流方形波です。
7. インバータ制御方法によれば、周波数変調 (PFM) インバータとパルス幅変調 (PWM) インバータに分けることができます。
8. インバータスイッチング回路の動作モードに応じて、共振インバータ、固定周波数ハードスイッチングインバータ、固定周波数ソフトスイッチングインバータに分けることができます。
9. インバータの整流方式に応じて、負荷整流インバータと自己整流インバータに分けることができます。
パフォーマンスパラメータ:
インバータの性能を説明するパラメータや技術的条件は数多くあります。 ここでは、インバータを評価する際に一般的に使用される技術パラメータについて簡単に説明するだけです。
1. インバータの使用環境条件。 インバータの通常の使用条件: 標高 1000m を超えず、気温 0 ～ +40℃。
2. DC入力電源条件、入力DC電圧変動範囲：電池パック定格電圧値の±15％。
3. 定格出力電圧は、入力直流電圧の規定の許容変動範囲内で、インバータが出力できる定格電圧値を表します。 出力定格電圧値の安定精度には、一般に次の規定があります。
(1) 定常状態での動作時は、電圧変動範囲を制限する必要があります。たとえば、その偏差が定格値の ±3% または ±5% を超えないようにしてください。
(2) 負荷が突然変化する、または他の干渉要因の影響を受ける動的状況では、出力電圧偏差が定格値の ±8% または ±10% を超えてはなりません。
4. 定格出力周波数、インバータ出力 AC 電圧の周波数は比較的安定した値である必要があり、通常は電源周波数 50Hz です。 通常の使用条件下では、偏差は ±1% 以内である必要があります。
5. 定格出力電流（または定格出力容量）は、規定の負荷力率範囲におけるインバータの定格出力電流を示します。 インバータ製品によっては、定格出力容量が VA または kVA で表されるものがあります。 インバータの定格容量は、出力力率が 1 (つまり、純粋な抵抗負荷) の場合であり、定格出力電圧は定格出力電流の積です。
6. 定格出力効率。 インバータの効率は、指定された動作条件下での入力電力に対する出力電力の比率であり、% で表されます。 インバータの定格出力容量での効率が全負荷効率、定格出力容量の 10% での効率が低負荷効率です。
7. インバータの最大高調波成分。 正弦波インバータの場合、抵抗負荷下では、出力電圧の最大高調波成分は 10% 以下である必要があります。
8. インバータの過負荷耐量とは、インバータが規定の条件下で短時間に定格電流値以上の出力を出力できる能力を指します。 インバータの過負荷容量は、指定された負荷力率の下で特定の要件を満たす必要があります。
9. インバータの効率は、定格出力電圧、出力電流、規定の負荷力率における入力有効電力（または直流電力）に対するインバータ出力有効電力の比率です。
10. 負荷力率は、誘導性または容量性負荷を支えるインバーターの能力を表します。 正弦波条件では負荷力率は0.7～0.9（遅れ）、定格値は0.9です。
11. 非対称をロードします。 10% の非対称負荷の下では、固定周波数三相インバーターの出力電圧の非対称性は 10% 以下である必要があります。
12. 出力電圧の不均衡。 通常の動作条件では、インバータが出力する三相電圧の不均衡（逆相成分と正相成分の比）は、一般に 5 % や 8% などの % で表される指定値を超えてはなりません。
13. 起動特性: 通常の動作条件では、インバータは全負荷および無負荷動作条件で連続 5 回正常に起動できる必要があります。
14.保護機能、インバータを設定する必要があります:短絡保護、過電流保護、過熱保護、過電圧保護、低電圧保護、欠相保護。 このうち、過電圧保護とは、電圧安定化対策のないインバータについては、出力過電圧によるマイナス端子の損傷を防ぐ出力過電圧保護対策が必要であることを意味します。 過電流保護とは、インバータの過電流保護を指します。負荷が短絡した場合、または電流が許容値を超えた場合に、サージ電流による損傷から保護するために、タイムリーな動作を保証できる必要があります。
15. 干渉と耐干渉。インバータは、指定された通常の動作条件下の一般環境における電磁干渉に耐えることができる必要があります。 インバータの耐干渉性能と電磁両立性は、関連規格に準拠する必要があります。
16. 頻繁に操作、監視、保守されないインバーターは 95db 以下である必要があります。 頻繁に操作、監視、保守を行うインバータは 80db 以下である必要があります。
17. ディスプレイ、インバータには、AC 出力電圧、出力電流、出力周波数などのパラメータのデータ表示と、入力のライブ、通電、および故障状態の信号表示が装備されている必要があります。
18.通信機能。 リモート通信機能により、現場に行かなくても機械の稼働状況や蓄積データを確認できます。
19. 出力電圧の波形歪み。 インバータ出力電圧が正弦波の場合、最大許容波形歪み (または高調波成分) を指定する必要があります。 通常、出力電圧の波形歪みの合計として表され、その値は 5% を超えてはなりません (単相出力の場合は 10% が許容されます)。
20. 始動特性。負荷によるインバーターの始動能力と動的動作中のパフォーマンスを特徴付けます。 インバータは、定格負荷下で確実に起動できるようにする必要があります。
21. 騒音。 トランス、フィルター インダクター、電磁スイッチ、ファン、およびパワー エレクトロニクス機器内のその他のコンポーネントはすべてノイズを発生します。 インバータが正常に動作している場合、その騒音は 80dB を超えてはならず、小型インバータの騒音は 65dB を超えてはなりません。
バッテリーの特性:
太陽電池
太陽光インバータ システムを開発するには、まず太陽電池 (PV セル) のさまざまな特性を理解することが重要です。 Rp と Rs は寄生抵抗で、理想的な状況下ではそれぞれ無限大とゼロになります。
光の強度と温度は、太陽電池の動作特性に大きな影響を与える可能性があります。 電流は光の強度に比例しますが、光の変化は動作電圧にほとんど影響を与えません。 ただし、動作電圧は温度の影響を受けます。 バッテリー温度が上昇すると動作電圧は低下しますが、生成される電流にはほとんど影響がありません。 以下の図は、太陽電池モジュールに対する温度と光の影響を示しています。
光の強さの変化は、温度の変化よりもバッテリーの出力電力に大きな影響を与えます。 これは、一般的に使用されるすべての PV マテリアルに当てはまります。 これら 2 つの効果の組み合わせによる重要な結果は、光強度の低下および/または温度の上昇に伴って PV 電池の出力が低下することです。
最大電力点 (MPP)
太陽電池は、広範囲の電圧と電流で動作できます。 MPP は、点灯したセルの抵抗負荷をゼロ (短絡イベント) から非常に高い値 (開回路イベント) まで連続的に増加させることによって決定されます。 MPP は、V x I が最大値に達し、この照度で最大電力が達成できる動作点です。 短絡（PV 電圧がゼロ）または開回路（PV 電流がゼロ）イベントが発生したときの出力電力はゼロです。
高品質の単結晶シリコン太陽電池は、温度 25°C で 0.60 ボルトの開路電圧を生成します。 完全な太陽光と気温 25°C では、特定のセルの温度は 45°C に近くなる可能性があり、開回路電圧は約 0.55V に低下します。 温度が上昇すると、PV モジュールが短絡するまで開放電圧は低下し続けます。
バッテリー温度 45°C での最大電力は、通常、80% の開回路電圧と 90% の短絡電流で生成されます。 バッテリーの短絡電流は照度にほぼ比例し、照度が 80% 低下しても開放電圧は 10% しか低下しない可能性があります。 低品質のバッテリーでは、電流が増加すると電圧がより早く低下するため、利用可能な電力が減少します。 出力は 70% から 50% に低下し、さらには 25% にすぎませんでした。
太陽光マイクロインバータは、PV モジュールから最大のエネルギーが得られるように、PV モジュールが常に MPP で動作していることを保証する必要があります。 これは、最大電力点トラッカー (MPPT) とも呼ばれる最大電力点制御ループを使用して実現できます。 MPP トラッキングの高い比率を達成するには、最大電力点付近で動作するときに PV 電流が大きく変化しないように、PV 出力電圧リップルが十分に小さいことも必要です。
PV モジュールの MPP 電圧範囲は通常、25V ～ 45V の範囲で定義でき、発電量は約 250W、開回路電圧は 50V 未満です。
使用とメンテナンス:
使用
1. インバータの操作およびメンテナンス手順の要件に従って、機器の接続と設置を行ってください。 設置中は、ワイヤの直径が要件を満たしているかどうかを慎重に確認する必要があります。 輸送中に部品や端子が緩んでいないか。 絶縁部分が十分に絶縁されているかどうか。 システムの接地が規制を満たしているかどうか。
2. インバータは、使用および保守に関する指示に従って厳密に操作および使用してください。 特に、機械の電源を入れる前に、入力電圧が正常かどうかに注意してください。 運転中は、機械の電源のオンとオフの順序が正しいかどうか、各メーターや表示灯の表示が正常かどうかに注意してください。
3. インバータは通常、回路破損、過電流、過電圧、過熱などに対する自動保護機能を備えているため、これらの現象が発生した場合に手動でシャットダウンする必要はありません。 自動保護の保護ポイントは通常、工場出荷時に設定されているため、再度調整する必要はありません。
4. インバータキャビネットには高電圧がかかっています。 通常、オペレータはキャビネットのドアを開けることはできず、通常はキャビネットのドアを施錠する必要があります。
5. 室温が 30°C を超える場合は、機器の故障を防ぎ、機器の寿命を延ばすために、放熱および冷却対策を講じる必要があります。
保守・点検
1. インバータ各部の配線がしっかりしており、緩みがないか定期的に確認してください。 特にファン、電源モジュール、入力端子、出力端子、アースはよく確認してください。
2. アラームが停止したら、すぐにアラームを起動することはできません。 始動前に原因を突き止めて修復する必要があります。 点検はインバータ保守マニュアルに記載された手順に従って厳密に実施してください。
3. オペレーターは特別なトレーニングを受け、一般的な障害の原因を特定し、ヒューズ、コンポーネント、損傷した回路基板を巧みに交換するなど、それらを除去できなければなりません。 訓練を受けていない人が装置を操作することは許可されていません。
4. 排除が困難な事故、または事故の原因が不明瞭な事故が発生した場合は、事故の詳細な記録を保管し、解決のためにタイムリーにインバータの製造元に通知する必要があります。