Enciklopēdijas ievads par saules invertoriem

Invertors , kas pazīstams arī kā jaudas regulators un jaudas regulators, ir būtiska fotoelektriskās sistēmas sastāvdaļa. Fotogalvaniskā invertora galvenā funkcija ir pārveidot saules paneļu radīto līdzstrāvas jaudu par maiņstrāvu, ko izmanto sadzīves tehnika. Visa saules paneļu saražotā elektroenerģija ir jāapstrādā invertoram, pirms to var izvadīt ārpasaulei. [1] Izmantojot pilna tilta ķēdi, SPWM procesoru parasti izmanto, lai veiktu modulāciju, filtrēšanu, sprieguma paaugstināšanu utt., lai iegūtu sinusoidālu maiņstrāvas jaudu, kas sistēmas galalietotājiem atbilst apgaismojuma slodzes frekvencei, nominālajam spriegumam utt. Izmantojot invertoru, līdzstrāvas akumulatoru var izmantot, lai nodrošinātu maiņstrāvu ierīcēm.

Ievads:

Saules maiņstrāvas elektroenerģijas ražošanas sistēma sastāv no saules paneļiem, uzlādes kontrollera, invertora un akumulatora; saules līdzstrāvas elektroenerģijas ražošanas sistēma neietver invertoru. Maiņstrāvas pārveidošanas process līdzstrāvas strāvā tiek saukts par taisngriežu, ķēdi, kas pabeidz taisngrieža funkciju, sauc par taisngrieža ķēdi, un ierīci, kas realizē taisngrieža procesu, sauc par taisngrieža ierīci vai taisngriezi. Attiecīgi procesu līdzstrāvas pārveidošanai maiņstrāvā sauc par invertoru, ķēdi, kas pabeidz invertora funkciju, sauc par invertora ķēdi, bet ierīci, kas īsteno invertora procesu, sauc par invertora iekārtu vai invertoru.

Invertora ierīces kodols ir invertora slēdža ķēde, ko dēvē par invertora ķēdi. Šī shēma pabeidz invertora funkciju, ieslēdzot un izslēdzot strāvas elektronisko slēdzi. Jaudas elektronisko komutācijas ierīču pārslēgšanai ir nepieciešami noteikti piedziņas impulsi, un šos impulsus var regulēt, mainot sprieguma signālu. Ķēdi, kas ģenerē un regulē impulsus, bieži sauc par vadības ķēdi vai vadības cilpu. Invertora ierīces pamatstruktūra papildus iepriekš minētajai invertora ķēdei un vadības ķēdei ietver aizsardzības ķēdi, izejas ķēdi, ievades ķēdi, izejas ķēdi utt.

Iespējas:

Ēku daudzveidības dēļ tas neizbēgami novedīs pie saules paneļu instalāciju daudzveidības. Lai maksimāli palielinātu saules enerģijas pārveidošanas efektivitāti, vienlaikus ņemot vērā ēkas skaisto izskatu, ir nepieciešams dažādot mūsu invertorus, lai iegūtu vislabāko saules enerģijas veidu. Konvertēt.

Centralizēta inversija

Centralizēto invertoru parasti izmanto lielu fotoelektrisko elektrostaciju sistēmās (>10kW). Daudzas paralēlas fotoelektriskās stīgas ir savienotas ar tā paša centralizētā invertora līdzstrāvas ieeju. Parasti lielai jaudai tiek izmantoti trīsfāzu IGBT jaudas moduļi. Mazākie izmanto lauka efekta tranzistorus un izmanto DSP pārveidošanas kontrolierus, lai uzlabotu ģenerētās jaudas kvalitāti tā, lai tā būtu ļoti tuvu sinusoidālā viļņa strāvai. Lielākā iezīme ir sistēmas lielā jauda un zemās izmaksas. Tomēr visas fotoelektriskās sistēmas efektivitāti un elektriskās ražošanas jaudu ietekmē fotoelektrisko stīgu saskaņošana un daļēja ēnošana. Tajā pašā laikā visas fotoelektriskās sistēmas elektroenerģijas ražošanas uzticamību ietekmē noteiktas fotoelektrisko bloku grupas sliktais darba stāvoklis. Jaunākie pētījumu virzieni ir telpas vektora modulācijas vadības izmantošana un jaunu invertora topoloģijas savienojumu izstrāde, lai iegūtu augstu efektivitāti daļējas slodzes apstākļos. SolarMax centralizētajam invertoram var pievienot fotoelektrisko bloku saskarnes kārbu, lai uzraudzītu katru fotoelektrisko buru paneļu virkni. Ja kāda no virknēm nedarbojas pareizi, sistēma sāks. Informācija tiek pārsūtīta uz tālvadības pulti, un šo virkni var apturēt ar tālvadības pulti, lai vienas fotoelektriskās virknes atteice nesamazinās vai neietekmēs darbu un enerģijas izvadi. no visas fotoelektriskās sistēmas.

Stīgu invertors

Stīgu invertori ir kļuvuši par populārākajiem invertoriem starptautiskajā tirgū. Stīgu invertors ir balstīts uz moduļu koncepciju. Katra fotoelementu virkne (1kW-5kW) iet caur invertoru, tai ir maksimālās jaudas maksimuma izsekošana līdzstrāvas galā, un tā ir savienota paralēli tīklam maiņstrāvas galā. Daudzas lielas fotoelektriskās elektrostacijas izmanto stīgu invertorus. Priekšrocība ir tāda, ka to neietekmē moduļu atšķirības un ēnas starp virknēm, un tajā pašā laikā tiek samazināts fotoelektrisko moduļu optimālais darbības punkts.

Neatbilstība invertoram, tādējādi palielinot enerģijas ražošanu. Šīs tehniskās priekšrocības ne tikai samazina sistēmas izmaksas, bet arī palielina sistēmas uzticamību. Tajā pašā laikā starp virknēm tiek ieviests jēdziens "galvenais vergs", lai gadījumā, ja vienas virknes jauda sistēmā nevar likt darboties vienam invertoram, vairākas fotoelektrisko stīgu grupas var savienot kopā, lai nodrošinātu vienu vai vairāki no viņiem strādāt. , tādējādi ražojot vairāk elektroenerģijas. Jaunākā koncepcija ir tāda, ka vairāki invertori veido "komandu" savā starpā, lai aizstātu "master-slave" koncepciju, padarot sistēmu uzticamāku.

Vairāku stīgu invertors

Daudzstīgu invertors izmanto centralizētā invertora un stīgu invertora priekšrocības, novērš to trūkumus, un to var izmantot fotoelektriskajām elektrostacijām ar vairākiem kilovatiem. Vairāku virkņu invertorā ir iekļauti dažādi atsevišķi jaudas maksimuma izsekošanas un līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāji. Līdzstrāva tiek pārveidota par maiņstrāvu, izmantojot kopēju līdzstrāvas-maiņstrāvas invertoru un pievienota tīklam. Dažādi fotoelektrisko stīgu vērtējumi (piemēram, dažāda nominālā jauda, ​​atšķirīgs moduļu skaits virknē, dažādi moduļu ražotāji utt.), dažādi fotoelementu moduļu izmēri vai dažādas tehnoloģijas, dažādas virkņu orientācijas (piemēram, austrumi, dienvidi un rietumi) , dažādi slīpuma leņķi vai ēnojums, var pieslēgt kopējam invertoram, katrai virknei darbojoties ar attiecīgo maksimālo jaudu. Tajā pašā laikā tiek samazināts līdzstrāvas kabeļa garums, līdz minimumam samazinot ēnojuma efektu starp virknēm un zaudējumus, ko izraisa virkņu atšķirības.

Komponentu invertors

Moduļa invertors savieno katru fotoelektrisko moduli ar invertoru, un katram modulim ir neatkarīga maksimālās jaudas izsekošana, lai modulis un invertors labāk sadarbotos. Parasti izmanto 50 W līdz 400 W fotoelektriskajās elektrostacijās, un kopējā efektivitāte ir zemāka nekā stīgu invertoru efektivitāte. Tā kā tie ir savienoti paralēli maiņstrāvas pusē, tas palielina vadu sarežģītību maiņstrāvas pusē un apgrūtina apkopi. Vēl viena lieta, kas jāatrisina – kā efektīvāk pieslēgties tīklam. Vienkāršākais veids ir pieslēgties tīklam tieši caur parastajām maiņstrāvas rozetēm, kas var samazināt izmaksas un iekārtu uzstādīšanu, taču bieži vien elektrotīkla drošības standarti dažādās vietās to var nepieļaut. To darot, elektroenerģijas uzņēmums var iebilst pret ģenerējošās ierīces tiešu pievienošanu parastai mājsaimniecības kontaktligzdai. Vēl viens ar drošību saistīts faktors ir tas, vai ir nepieciešams izolācijas transformators (augstfrekvences vai zemas frekvences), vai arī ir atļauts izmantot beztransformatora pārveidotāju. Šo invertoru visplašāk izmanto stikla aizkaru sienās.

Saules invertora efektivitāte

Saules enerģijas invertoru efektivitāte attiecas uz pieaugošo saules enerģijas invertoru (fotoelektrisko invertoru) tirgu sakarā ar pieprasījumu pēc atjaunojamās enerģijas. Un šiem invertoriem ir nepieciešama ārkārtīgi augsta efektivitāte un uzticamība. Tiek pārbaudītas šajos invertoros izmantotās jaudas ķēdes un ieteiktas labākās komutācijas un taisngriežu ierīču izvēles. Fotoelektriskā invertora vispārējā struktūra ir parādīta 1. attēlā. Ir trīs dažādi invertori, no kuriem izvēlēties. Saules gaisma spīd uz virknē savienotiem saules moduļiem, un katrs modulis satur virknē savienotu saules bateriju bloku komplektu. Saules moduļu radītais līdzstrāvas (DC) spriegums ir vairāku simtu voltu robežās atkarībā no moduļu bloka apgaismojuma apstākļiem, šūnu temperatūras un virknē savienoto moduļu skaita.

Šāda veida invertora galvenā funkcija ir pārveidot ieejas līdzstrāvas spriegumu stabilā vērtībā. Šī funkcija tiek īstenota, izmantojot pastiprināšanas pārveidotāju, un tai ir nepieciešams pastiprināšanas slēdzis un pastiprināšanas diode. Pirmajā arhitektūrā pastiprināšanas stadijai seko izolēts pilna tilta pārveidotājs. Pilna tilta transformatora mērķis ir nodrošināt izolāciju. Otrs izejas pilna tilta pārveidotājs tiek izmantots, lai pārveidotu līdzstrāvu no pirmā posma pilna tilta pārveidotāja maiņstrāvas (AC) spriegumā. Tās izvade tiek filtrēta pirms pievienošanas maiņstrāvas tīklam, izmantojot papildu divkontaktu releja slēdzi, lai nodrošinātu drošu izolāciju bojājuma gadījumā un izolāciju no barošanas tīkla naktī. Otrā struktūra ir neizolēta shēma. Tostarp maiņstrāvas spriegumu tieši ģenerē pastiprināšanas stadijas līdzstrāvas sprieguma izvade. Trešā struktūra izmanto novatorisku jaudas slēdžu un jaudas diožu topoloģiju, lai integrētu pastiprināšanas un maiņstrāvas ģenerēšanas daļu funkcijas īpašā topoloģijā, padarot invertoru pēc iespējas efektīvāku, neskatoties uz ļoti zemo saules paneļa pārveidošanas efektivitāti. Gandrīz 100%, bet ļoti svarīgi. Paredzams, ka Vācijā 3 kW sērijas modulis, kas uzstādīts uz dienvidiem vērsta jumta, radīs 2550 kWh gadā. Ja invertora efektivitāti palielina no 95% līdz 96%, katru gadu var saražot papildus 25kWh elektroenerģijas. Papildu saules moduļu izmantošanas izmaksas, lai radītu šo 25 kWh, ir līdzvērtīgas invertora pievienošanai. Tā kā efektivitātes palielināšana no 95% līdz 96%, invertora izmaksas dubultosies, investīcijas efektīvākā invertorā ir neizbēgama izvēle. Jaunajiem dizainparaugiem galvenais projektēšanas kritērijs ir invertora efektivitātes palielināšana visrentablākajā veidā. Kas attiecas uz invertora uzticamību un izmaksām, tie ir divi citi dizaina kritēriji. Augstāka efektivitāte samazina temperatūras svārstības slodzes ciklā, tādējādi uzlabojot uzticamību, tāpēc šīs vadlīnijas faktiski ir saistītas. Moduļu izmantošana arī palielinās uzticamību.

Pastiprināšanas slēdzis un diode

Visām parādītajām topoloģijām ir nepieciešami ātri pārslēdzami jaudas slēdži. Pastiprināšanas stadijai un pilna tilta pārveidošanas stadijai ir nepieciešamas ātras pārslēgšanas diodes. Turklāt šīm topoloģijām ir noderīgi arī slēdži, kas optimizēti zemfrekvences (100 Hz) pārslēgšanai. Jebkurai konkrētai silīcija tehnoloģijai slēdžiem, kas optimizēti ātrai pārslēgšanai, būs lielāki vadītspējas zudumi nekā slēdžiem, kas optimizēti zemas frekvences pārslēgšanai.

Pastiprināšanas pakāpe parasti ir veidota kā nepārtrauktas strāvas režīma pārveidotājs. Atkarībā no saules moduļu skaita invertorā izmantotajā masīvā, varat izvēlēties, vai izmantot 600 V vai 1200 V ierīces. Divas barošanas slēdžu izvēles iespējas ir MOSFET un IGBT. Vispārīgi runājot, MOSFET var darboties augstākās komutācijas frekvencēs nekā IGBT. Turklāt vienmēr ir jāņem vērā korpusa diodes ietekme: pastiprināšanas stadijā tā nav problēma, jo ķermeņa diode nevada normālā darba režīmā. MOSFET vadītspējas zudumus var aprēķināt no RDS(ON) pretestības, kas ir proporcionāls konkrētas MOSFET saimes efektīvajam matricas laukumam. Kad nominālais spriegums mainās no 600 V uz 1200 V, MOSFET vadītspējas zudumi ievērojami palielināsies. Tāpēc, pat ja nominālais RDS(ON) ir līdzvērtīgs, 1200V MOSFET nav pieejams vai cena ir pārāk augsta.

Pastiprināšanas slēdžiem ar nominālo spriegumu 600 V var izmantot supersavienojuma MOSFET. Augstfrekvences komutācijas lietojumprogrammām šai tehnoloģijai ir vislabākie vadītspējas zudumi. MOSFET ar RDS(ON) vērtībām zem 100 miliomiem TO-220 pakotnēs un MOSFET ar RDS(ON) vērtībām zem 50 miliomiem TO-247 pakotnēs. Saules invertoriem, kuriem nepieciešama 1200 V jaudas pārslēgšana, IGBT ir piemērota izvēle. Uzlabotas IGBT tehnoloģijas, piemēram, NPT Trench un NPT Field Stop, ir optimizētas, lai samazinātu vadītspējas zudumus, taču uz lielāku pārslēgšanās zudumu rēķina, kas padara tās mazāk piemērotas pastiprināšanas lietojumiem augstās frekvencēs.

Pamatojoties uz veco NPT plaknes tehnoloģiju, tika izstrādāta ierīce FGL40N120AND, kas var uzlabot pastiprināšanas ķēdes efektivitāti ar augstu pārslēgšanas frekvenci. Tā EOFF ir 43 uJ/A. Salīdzinot ar modernākām tehnoloģijām, EOFF ir 80uJ/A, taču tas ir jāiegūst. Šāda veiktspēja ir ļoti sarežģīta. Ierīces FGL40N120AND trūkums ir tāds, ka piesātinājuma sprieguma kritums VCE(SAT) (3,0 V pret 2,1 V pie 125ºC) ir augsts, taču tās zemie pārslēgšanas zudumi pie augstām pastiprināšanas pārslēgšanas frekvencēm vairāk nekā to kompensē. Ierīcē ir integrēta arī pretparalēlā diode. Parastā pastiprinājuma režīmā šī diode nedarbosies. Tomēr palaišanas laikā vai pārejas apstākļos pastiprināšanas ķēde var tikt ieslēgta aktīvā režīmā, un tādā gadījumā pretparalēlā diode vadīs. Tā kā pašam IGBT nav raksturīgās korpusa diodes, šī kopā iepakota diode ir nepieciešama, lai nodrošinātu uzticamu darbību. Pastiprināšanas diodēm ir nepieciešamas ātras atjaunošanas diodes, piemēram, Stealth™ vai oglekļa silīcija diodes. Oglekļa-silīcija diodēm ir ļoti zems tiešās strāvas spriegums un zudumi. Izvēloties pastiprināšanas diodi, jāņem vērā reversās atkopšanas strāvas (vai oglekļa-silīcija diodes savienojuma kapacitātes) ietekme uz pastiprināšanas slēdzi, jo tas radīs papildu zudumus. Šeit jaunizveidotā Stealth II diode FFP08S60S var nodrošināt augstāku veiktspēju. Ja VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us un korpusa temperatūra ir 100ºC, aprēķinātais komutācijas zudums ir mazāks par FFP08S60S parametru 205mJ. Izmantojot ISL9R860P2 Stealth diodi, šī vērtība sasniedz 225 mJ. Tādējādi tas arī uzlabo invertora efektivitāti augstās komutācijas frekvencēs.

Tiltu slēdži un diodes

Pēc MOSFET pilna tilta filtrēšanas izejas tilts ģenerē 50 Hz sinusoidālu sprieguma un strāvas signālu. Parasti tiek izmantota standarta pilna tilta arhitektūra (2. attēls). Attēlā, ja ir ieslēgti slēdži augšējā kreisajā un apakšējā labajā pusē, starp kreiso un labo spailēm tiek noslogots pozitīvs spriegums; ja ir ieslēgti slēdži augšējā labajā un apakšējā kreisajā pusē, starp kreiso un labo spailēm tiek noslogots negatīvs spriegums. Šai lietojumprogrammai noteiktā laika periodā ir ieslēgts tikai viens slēdzis. Vienu slēdzi var pārslēgt uz PWM augsto frekvenci, bet otru pārslēgt uz zemo frekvenci 50Hz. Tā kā sāknēšanas shēma balstās uz zemas klases ierīču pārveidošanu, zemas klases ierīces tiek pārslēgtas uz PWM augsto frekvenci, bet augstākās klases ierīces tiek pārslēgtas uz 50 Hz zemo frekvenci. Šī lietojumprogramma izmanto 600 V strāvas slēdzi, tāpēc 600 V supersavienojuma MOSFET ir ļoti piemērots šai ātrgaitas komutācijas ierīcei. Tā kā šīs komutācijas ierīces izturēs visu citu ierīču reverso atkopšanas strāvu, kad slēdzis ir ieslēgts, ātras atjaunošanas supersavienojuma ierīces, piemēram, 600 V FCH47N60F, ir ideāla izvēle. Tā RDS(ON) ir 73 miliomi, un tā vadītspējas zudumi ir ļoti zemi, salīdzinot ar citām līdzīgām ātrās atkopšanas ierīcēm. Kad šī ierīce pārveido ar 50 Hz, nav nepieciešams izmantot ātrās atkopšanas funkciju. Šīm ierīcēm ir lieliski dv/dt un di/dt raksturlielumi, kas uzlabo sistēmas uzticamību salīdzinājumā ar standarta supersavienojuma MOSFET.

Vēl viena iespēja, kuru vērts izpētīt, ir FGH30N60LSD ierīces izmantošana. Tas ir 30A/600V IGBT ar piesātinājuma spriegumu VCE(SAT) tikai 1,1V. Tā izslēgšanas zudums EOFF ir ļoti augsts, sasniedzot 10mJ, tāpēc tas ir piemērots tikai zemas frekvences pārveidošanai. 50 miliomu MOSFET darbības temperatūrā RDS(ON) ir 100 milioomi. Tāpēc pie 11A tam ir tāds pats VDS kā IGBT VCE(SAT). Tā kā šī IGBT ir balstīta uz vecāku sadalījuma tehnoloģiju, VCE(SAT) temperatūras ietekmē īpaši nemainās. Tādējādi šis IGBT samazina kopējos zudumus izejas tiltā, tādējādi palielinot invertora kopējo efektivitāti. Noderīgs ir arī fakts, ka FGH30N60LSD IGBT ik pēc puscikla pārslēdzas no vienas jaudas pārveidošanas tehnoloģijas uz citu specializētu topoloģiju. IGBT šeit tiek izmantoti kā topoloģiski slēdži. Ātrākai pārslēgšanai tiek izmantotas parastās un ātras atkopšanas superjunkcijas ierīces. 1200 V specializētajai topoloģijai un pilna tilta struktūrai iepriekš minētais FGL40N120AND ir slēdzis, kas ir ļoti piemērots jauniem augstfrekvences saules enerģijas invertoriem. Ja specializētām tehnoloģijām ir nepieciešamas diodes, Stealth II, Hyperfast™ II diodes un oglekļa-silīcija diodes ir lieliski risinājumi.

funkcija:

Invertoram ir ne tikai līdzstrāvas maiņstrāvas pārveidošanas funkcija, bet arī saules bateriju veiktspējas maksimizācijas un sistēmas bojājumu aizsardzības funkcija. Rezumējot, ir automātiskās palaišanas un izslēgšanas funkcijas, maksimālās jaudas izsekošanas kontroles funkcija, neatkarīgas darbības novēršanas funkcija (tīklam pievienotām sistēmām), automātiskās sprieguma regulēšanas funkcija (tīklam pieslēgtām sistēmām), līdzstrāvas noteikšanas funkcija (tīklam pieslēgtām sistēmām). ) un līdzstrāvas zemes noteikšana. Funkcija (ar tīklu savienotām sistēmām). Šeit ir īss ievads par automātiskās palaišanas un izslēgšanas funkcijām un maksimālās jaudas izsekošanas kontroles funkciju.

Automātiskā darbība un izslēgšanas funkcija: Pēc saullēkta no rīta pakāpeniski palielinās saules starojuma intensitāte, un palielinās arī saules baterijas jauda. Kad tiek sasniegta invertora darbībai nepieciešamā izejas jauda, ​​invertors automātiski sāk darboties. Pēc darbības uzsākšanas invertors visu laiku uzraudzīs saules bateriju moduļu jaudu. Kamēr saules bateriju moduļu izejas jauda ir lielāka par invertora uzdevumam nepieciešamo izejas jaudu, invertors turpinās darboties; tas apstāsies līdz saulrietam, pat ja Invertors var darboties arī lietainās dienās. Kad saules moduļa jauda kļūst mazāka un invertora jauda tuvojas 0, invertors pāriet gaidīšanas režīmā.

Maksimālās jaudas izsekošanas kontroles funkcija: Saules baterijas moduļa izvade mainās līdz ar saules starojuma intensitāti un paša saules baterijas moduļa temperatūru (čipa temperatūru). Turklāt, tā kā saules bateriju moduļiem ir īpašība, ka spriegums samazinās, palielinoties strāvai, ir optimāls darbības punkts, kas var iegūt maksimālo jaudu. Mainās saules starojuma intensitāte, un acīmredzot mainās arī optimālais darba punkts. Saistībā ar šīm izmaiņām saules baterijas moduļa darba punkts vienmēr tiek uzturēts maksimālā jaudas punktā, un sistēma vienmēr iegūst maksimālo jaudu no saules baterijas moduļa. Šāda veida vadība ir maksimālās jaudas izsekošanas kontrole. Saules enerģijas ražošanas sistēmās izmantoto invertoru lielākā iezīme ir tā, ka tajos ir iekļauta maksimālā jaudas punkta izsekošanas (MPPT) funkcija.

veids

Pielietojuma jomas klasifikācija

(1) Parasts invertors

DC 12V vai 24V ieeja, AC 220V, 50Hz izeja, jauda no 75W līdz 5000W, dažiem modeļiem ir maiņstrāvas un līdzstrāvas pārveidošana, tas ir, UPS funkcija.

(2) Invertora/lādētāja viss vienā mašīna

Šāda veida invertoros lietotāji var izmantot dažādus strāvas veidus, lai darbinātu maiņstrāvas slodzes: ja ir maiņstrāva, maiņstrāva tiek izmantota, lai barotu slodzi caur invertoru vai uzlādētu akumulatoru; ja nav maiņstrāvas, akumulators tiek izmantots maiņstrāvas slodzes barošanai. . To var izmantot kopā ar dažādiem enerģijas avotiem: akumulatoriem, ģeneratoriem, saules paneļiem un vēja turbīnām.

(3) Speciāls pasta un telekomunikāciju invertors

Nodrošiniet augstas kvalitātes 48 V invertorus pasta un telekomunikāciju pakalpojumiem. Produkti ir labas kvalitātes, augstas uzticamības, modulāri (modulis ir 1KW) invertori, un tiem ir N+1 redundances funkcija un tos var paplašināt (jauda no 2KW līdz 20KW). ).

(4) Speciāls invertors aviācijai un militāriem nolūkiem

Šim invertora tipam ir 28 V līdzstrāvas ieeja, un tas var nodrošināt šādas maiņstrāvas izejas: 26 V, 115 V, 230 V. Tā izejas frekvence var būt: 50Hz, 60Hz un 400Hz, un izejas jauda svārstās no 30VA līdz 3500VA. Ir arī aviācijai paredzēti līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāji un frekvences pārveidotāji.

Izejas viļņu formas klasifikācija

(1) Kvadrātviļņu invertors

Kvadrātviļņu invertora izvadītā maiņstrāvas sprieguma viļņu forma ir kvadrātveida vilnis. Šāda veida invertoru izmantotās invertora shēmas nav gluži vienādas, taču kopīga iezīme ir tāda, ka ķēde ir salīdzinoši vienkārša un izmantoto strāvas slēdža cauruļu skaits ir neliels. Projektētā jauda parasti ir no simts vatiem līdz vienam kilovatam. Kvadrātviļņu invertora priekšrocības ir: vienkārša ķēde, lēta cena un vienkārša apkope. Trūkums ir tāds, ka kvadrātveida viļņu spriegums satur lielu skaitu augstas pakāpes harmoniku, kas radīs papildu zudumus slodzes iekārtās ar dzelzs serdeņa induktoriem vai transformatoriem, radot traucējumus radioaparātiem un dažām sakaru iekārtām. Turklāt šāda veida invertoriem ir trūkumi, piemēram, nepietiekams sprieguma regulēšanas diapazons, nepilnīga aizsardzības funkcija un salīdzinoši augsts troksnis.

(2) Soliviļņu invertors

Šāda veida invertora maiņstrāvas sprieguma viļņu formas izvade ir soļu vilnis. Invertoram ir daudz dažādu līniju, lai realizētu soļa viļņa izvadi, un soļu skaits izejas viļņu formā ir ļoti atšķirīgs. Pakāpju viļņu invertora priekšrocība ir tā, ka izejas viļņu forma ir ievērojami uzlabota salīdzinājumā ar kvadrātviļņu, un tiek samazināts augstas pakāpes harmonikas saturs. Kad soļi sasniedz vairāk nekā 17, izejas viļņu forma var sasniegt kvazisinusoidālu vilni. Ja tiek izmantota beztransformatora izeja, kopējā efektivitāte ir ļoti augsta. Trūkums ir tāds, ka kāpņu viļņu superpozīcijas ķēdē tiek izmantots daudz strāvas slēdža cauruļu, un dažām ķēžu formām ir nepieciešami vairāki līdzstrāvas barošanas ieejas komplekti. Tas rada problēmas ar saules bateriju bloku grupēšanu un elektroinstalāciju un līdzsvarotu akumulatoru uzlādi. Turklāt kāpņu telpas viļņu spriegums joprojām rada zināmus augstfrekvences traucējumus radioaparātiem un dažām sakaru iekārtām.

Sinusoidālā viļņa invertors

Sinusoidālā viļņa invertora izvadītā maiņstrāvas sprieguma viļņu forma ir sinusoidāls vilnis. Sinusoidālā viļņa invertora priekšrocības ir tādas, ka tam ir laba izejas viļņu forma, ļoti zemi kropļojumi, mazi radioaparātu un aprīkojuma traucējumi un zems trokšņa līmenis. Turklāt tam ir pilnīgas aizsardzības funkcijas un augsta vispārējā efektivitāte. Trūkumi ir šādi: ķēde ir salīdzinoši sarežģīta, tai nepieciešama augsta apkopes tehnoloģija un tā ir dārga.

Iepriekš minēto trīs veidu invertoru klasifikācija ir noderīga fotoelektrisko sistēmu un vēja enerģijas sistēmu projektētājiem un lietotājiem, lai identificētu un atlasītu invertorus. Faktiski invertoriem ar vienādu viļņu formu joprojām ir lielas atšķirības ķēdes principos, izmantotajās ierīcēs, vadības metodēs utt.

Citas klasifikācijas metodes

1. Saskaņā ar izejas maiņstrāvas jaudas frekvenci to var iedalīt jaudas frekvences pārveidotājā, vidējas frekvences pārveidotājā un augstfrekvences pārveidotājā. Strāvas frekvences pārveidotāja frekvence ir no 50 līdz 60 Hz; vidējas frekvences invertora frekvence parasti ir no 400 Hz līdz vairāk nekā desmit kHz; augstfrekvences pārveidotāja frekvence parasti ir lielāka par desmit kHz līdz MHz.

2. Atbilstoši invertora izvadīto fāžu skaitam to var iedalīt vienfāzes pārveidotājā, trīsfāzu invertorā un daudzfāzu pārveidotājā.

3. Saskaņā ar invertora izejas jaudas galamērķi to var iedalīt aktīvajā un pasīvajā invertorā. Jebkuru invertoru, kas pārraida invertora izvadīto elektroenerģiju uz rūpniecisko elektrotīklu, sauc par aktīvo invertoru; Jebkuru invertoru, kas pārraida invertora elektrisko enerģiju uz kādu elektrisko slodzi, sauc par pasīvo invertoru. ierīci.

4. Saskaņā ar invertora galvenās ķēdes formu to var iedalīt viena gala invertorā, push-pull invertorā, pustilta invertorā un pilna tilta invertorā.

5. Atbilstoši invertora galvenās komutācijas ierīces tipam to var iedalīt tiristoru invertoros, tranzistoru invertoros, lauka efekta invertoros un izolēto vārtu bipolāro tranzistoru (IGBT) invertoros. To var iedalīt divās kategorijās: "daļēji vadāms" invertors un "pilnībā kontrolēts" invertors. Pirmajam nav iespējas pašam izslēgties, un pēc ieslēgšanas komponents zaudē vadības funkciju, tāpēc to sauc par "daļēji kontrolētu", un parastie tiristori ietilpst šajā kategorijā; pēdējam ir iespēja pašam izslēgties, tas ir, nav ierīces. Ieslēgšanu un izslēgšanu var vadīt ar vadības elektrodu, tāpēc to sauc par "pilnībā kontrolētu tipu". Šai kategorijai pieder jaudas lauka efekta tranzistori un izolētie divjaudas tranzistori (IGBT).

6. Saskaņā ar līdzstrāvas barošanas avotu to var iedalīt sprieguma avota invertorā (VSI) un strāvas avota invertorā (CSI). Pirmajā gadījumā līdzstrāvas spriegums ir gandrīz nemainīgs, un izejas spriegums ir mainīgs kvadrātveida vilnis; pēdējā līdzstrāva ir gandrīz nemainīga, un izejas strāva ir mainīgs kvadrātveida vilnis.

7. Saskaņā ar invertora vadības metodi to var iedalīt frekvences modulācijas (PFM) invertorā un impulsa platuma modulācijas (PWM) invertorā.

8. Saskaņā ar invertora komutācijas ķēdes darba režīmu to var iedalīt rezonanses pārveidotājā, fiksētas frekvences cietās pārslēgšanas invertorā un fiksētās frekvences mīkstās komutācijas invertorā.

9. Saskaņā ar invertora komutācijas metodi to var iedalīt slodzes komutētā invertorā un paškomutētā invertorā.

Veiktspējas parametri:

Ir daudz parametru un tehnisko nosacījumu, kas raksturo invertora darbību. Šeit mēs sniedzam tikai īsu skaidrojumu par tehniskajiem parametriem, ko parasti izmanto, novērtējot invertorus.

1. Vides nosacījumi invertora lietošanai. Normāli invertora lietošanas apstākļi: augstums nepārsniedz 1000 m, gaisa temperatūra ir 0 ~ + 40 ℃.

2. Līdzstrāvas ieejas barošanas avota nosacījumi, ieejas līdzstrāvas sprieguma svārstību diapazons: ±15% no akumulatora bloka nominālā sprieguma vērtības.

3. Nominālais izejas spriegums norādītajā pieļaujamā ieejas līdzstrāvas sprieguma svārstību diapazonā ir nominālā sprieguma vērtība, kas jāspēj izvadīt pārveidotājam. Izejas nominālā sprieguma vērtības stabilai precizitātei parasti ir šādi nosacījumi:

(1) Stacionāras darbības laikā sprieguma svārstību diapazons ir jāierobežo, piemēram, tā novirze nedrīkst pārsniegt ±3% vai ±5% no nominālās vērtības.

(2) Dinamiskās situācijās, kad slodze mainās pēkšņi vai to ietekmē citi traucējumu faktori, izejas sprieguma novirze nedrīkst pārsniegt ±8% vai ±10% no nominālās vērtības.

4. Nominālā izejas frekvence, invertora izejas maiņstrāvas sprieguma frekvencei jābūt relatīvi stabilai vērtībai, parasti jaudas frekvencei 50 Hz. Normālos darba apstākļos novirzei jābūt ±1% robežās.

5. Nominālā izejas strāva (vai nominālā izejas jauda) norāda invertora nominālo izejas strāvu norādītajā slodzes jaudas koeficienta diapazonā. Daži invertora izstrādājumi nodrošina nominālo izejas jaudu, kas izteikta VA vai kVA. Invertora nominālā jauda ir tad, ja izejas jaudas koeficients ir 1 (tas ir, tīri pretestības slodze), nominālais izejas spriegums ir nominālās izejas strāvas reizinājums.

6. Nominālā jaudas efektivitāte. Invertora efektivitāte ir tā izejas jaudas attiecība pret ievades jaudu noteiktos darba apstākļos, izteikta %. Invertora efektivitāte pie nominālās izejas jaudas ir pilnas slodzes efektivitāte, un efektivitāte pie 10% no nominālās izejas jaudas ir zema slodzes efektivitāte.

7. Invertora maksimālais harmonikas saturs. Sinusoidālā viļņa invertoram ar pretestības slodzi maksimālajam izejas sprieguma harmonikas saturam jābūt ≤10%.

8. Invertora pārslodzes jauda attiecas uz invertora spēju īsā laika periodā noteiktos apstākļos izvadīt vairāk par nominālo strāvas vērtību. Invertora pārslodzes jaudai ir jāatbilst noteiktām prasībām saskaņā ar norādīto slodzes jaudas koeficientu.

9. Invertora efektivitāte ir invertora izejas aktīvās jaudas attiecība pret ieejas aktīvo jaudu (vai līdzstrāvas jaudu) zem nominālā izejas sprieguma, izejas strāvas un noteiktā slodzes jaudas koeficienta.

10. Slodzes jaudas koeficients atspoguļo invertora spēju izturēt induktīvās vai kapacitatīvās slodzes. Sinusoidālā viļņa apstākļos slodzes jaudas koeficients ir 0,7–0,9 (aizkavēšanās), un nominālā vērtība ir 0,9.

11. Slodzes asimetrija. Pie 10% asimetriskas slodzes fiksētas frekvences trīsfāzu invertora izejas sprieguma asimetrijai jābūt ≤10%.

12. Izejas sprieguma nelīdzsvarotība. Normālos darbības apstākļos invertora izvadītā trīsfāzu sprieguma nelīdzsvarotība (apgrieztās secības komponenta attiecība pret pozitīvās secības komponentu) nedrīkst pārsniegt noteiktu vērtību, kas parasti izteikta %, piemēram, 5 % vai 8 %.

13. Iedarbināšanas raksturlielumi: Normālos darbības apstākļos pārveidotājam jāspēj normāli iedarbināties 5 reizes pēc kārtas pilnas slodzes un bezslodzes darbības apstākļos.

14. Aizsardzības funkcijas, invertors ir jāiestata: aizsardzība pret īssavienojumu, aizsardzība pret pārslodzi, aizsardzība pret pārkaršanu, aizsardzība pret pārspriegumu, aizsardzība pret zemsprieguma un fāzes zudumiem. Tostarp pārsprieguma aizsardzība nozīmē, ka invertoriem bez sprieguma stabilizācijas pasākumiem jābūt izejas pārsprieguma aizsardzības pasākumiem, lai aizsargātu negatīvo spaili no izejas pārsprieguma izraisītiem bojājumiem. Aizsardzība pret pārspriegumu attiecas uz invertora pārstrāvas aizsardzību, kurai jāspēj nodrošināt savlaicīgu darbību, ja slodze ir īssavienota vai strāva pārsniedz pieļaujamo vērtību, lai pasargātu to no pārsprieguma strāvas bojājumiem.

15. Traucējumi un prettraucējumi, invertoram jāspēj izturēt elektromagnētiskos traucējumus vispārējā vidē noteiktos normālos darba apstākļos. Invertora prettraucējumu veiktspējai un elektromagnētiskajai saderībai jāatbilst attiecīgajiem standartiem.

16. Invertoriem, kas netiek bieži ekspluatēti, uzraudzīti un uzturēti, jābūt ≤95db; invertoru, kas tiek bieži darbināti, uzraudzīti un uzturēti, jābūt ≤80db.

17. Displejs, pārveidotājam jābūt aprīkotam ar datu displeju par tādiem parametriem kā maiņstrāvas izejas spriegums, izejas strāva un izejas frekvence, kā arī signāla displejs par ieejas strāvas, sprieguma un bojājuma statusu.

18. Komunikācijas funkcija. Attālās saziņas funkcija ļauj lietotājiem pārbaudīt iekārtas darbības statusu un saglabātos datus, neapmeklējot vietni.

19. Izejas sprieguma viļņu formas kropļojums. Ja invertora izejas spriegums ir sinusoidāls, jānorāda maksimāli pieļaujamie viļņu formas kropļojumi (vai harmonikas saturs). Parasti izsaka kā izejas sprieguma kopējo viļņu formas kropļojumu, tā vērtība nedrīkst pārsniegt 5% (10% ir atļauti vienfāzes izvadei).

20. Palaišanas raksturlielumi, kas raksturo invertora iedarbināšanas spēju ar slodzi un tā veiktspēju dinamiskas darbības laikā. Invertoram jānodrošina uzticama palaišana pie nominālās slodzes.

21.Troksnis. Transformatori, filtru induktori, elektromagnētiskie slēdži, ventilatori un citas jaudas elektronisko iekārtu sastāvdaļas rada troksni. Kad invertors darbojas normāli, tā troksnis nedrīkst pārsniegt 80 dB, bet neliela invertora troksnis nedrīkst pārsniegt 65 dB.

Akumulatora raksturlielumi:

PV akumulators

Lai izstrādātu saules enerģijas invertora sistēmu, ir svarīgi vispirms izprast saules bateriju (PV elementu) dažādās īpašības. Rp un Rs ir parazitāras pretestības, kas ideālos apstākļos ir attiecīgi bezgalīga un nulle.

Gaismas intensitāte un temperatūra var būtiski ietekmēt PV elementu darbības raksturlielumus. Strāva ir proporcionāla gaismas intensitātei, bet gaismas izmaiņas maz ietekmē darba spriegumu. Tomēr darba spriegumu ietekmē temperatūra. Akumulatora temperatūras paaugstināšanās samazina darba spriegumu, bet maz ietekmē ģenerēto strāvu. Zemāk redzamais attēls parāda temperatūras un gaismas ietekmi uz PV moduļiem.

Gaismas intensitātes izmaiņām ir lielāka ietekme uz akumulatora izejas jaudu nekā temperatūras izmaiņām. Tas attiecas uz visiem parasti izmantotajiem PV materiāliem. Šo divu efektu kombinācijas svarīgas sekas ir tādas, ka PV šūnas jauda samazinās, samazinoties gaismas intensitātei un/vai palielinoties temperatūrai.

Maksimālais jaudas punkts (MPP)

Saules baterijas var darboties plašā spriegumu un strāvu diapazonā. MPP nosaka, nepārtraukti palielinot pretestības slodzi uz apgaismotās šūnas no nulles (īssavienojuma notikums) līdz ļoti augstai vērtībai (atvērtas ķēdes notikums). MPP ir darbības punkts, kurā V x I sasniedz maksimālo vērtību un pie šīs apgaismojuma intensitātes var sasniegt maksimālo jaudu. Izejas jauda, ​​kad notiek īssavienojums (PV spriegums ir vienāds ar nulli) vai atvērta ķēde (PV strāva ir vienāda ar nulli), ir nulle.

Augstas kvalitātes monokristāliskā silīcija saules baterijas rada atvērtas ķēdes spriegumu 0,60 volti 25°C temperatūrā. Pie pilnas saules gaismas un gaisa temperatūras 25°C noteiktā elementa temperatūra var būt tuvu 45°C, kas samazinās atvērtās ķēdes spriegumu līdz aptuveni 0,55 V. Paaugstinoties temperatūrai, atvērtās ķēdes spriegums turpina samazināties līdz PV moduļa īssavienojumam.

Maksimālā jauda, ​​ja akumulatora temperatūra ir 45°C, parasti tiek ražota pie 80% atvērtas ķēdes sprieguma un 90% īssavienojuma strāvas. Akumulatora īssavienojuma strāva ir gandrīz proporcionāla apgaismojumam, un, ja apgaismojums tiek samazināts par 80%, atvērtās ķēdes spriegums var samazināties tikai par 10%. Zemākas kvalitātes akumulatori, palielinoties strāvai, ātrāk samazinās spriegumu, tādējādi samazinot pieejamo jaudu. Izlaide samazinājās no 70% līdz 50% vai pat tikai par 25%.

Saules mikroinvertoram ir jānodrošina, lai PV moduļi jebkurā laikā darbotos MPP, lai no PV moduļiem varētu iegūt maksimālu enerģiju. To var panākt, izmantojot maksimālās jaudas punkta vadības cilpu, kas pazīstama arī kā maksimālā jaudas punkta izsekotājs (MPPT). Lai sasniegtu augstu MPP izsekošanas koeficientu, ir arī nepieciešams, lai PV izejas sprieguma pulsācija būtu pietiekami maza, lai PV strāva nemainītos pārāk daudz, darbojoties maksimālā jaudas punkta tuvumā.

PV moduļu MPP sprieguma diapazonu parasti var definēt diapazonā no 25 V līdz 45 V ar aptuveni 250 W elektroenerģijas ražošanu un atvērtās ķēdes spriegumu zem 50 V.

Lietošana un apkope:

izmantot

1. Pievienojiet un uzstādiet iekārtu stingri saskaņā ar invertora darbības un apkopes instrukciju prasībām. Uzstādīšanas laikā rūpīgi jāpārbauda: vai stieples diametrs atbilst prasībām; vai transportēšanas laikā sastāvdaļas un spailes ir vaļīgas; vai izolētās daļas ir labi izolētas; vai sistēmas zemējums atbilst noteikumiem.

2. Invertoru jādarbina un jālieto stingri saskaņā ar lietošanas un apkopes instrukcijām. Jo īpaši: pirms mašīnas ieslēgšanas pievērsiet uzmanību tam, vai ieejas spriegums ir normāls; darbības laikā pievērsiet uzmanību tam, vai mašīnas ieslēgšanas un izslēgšanas secība ir pareiza un vai katra skaitītāja un indikatora indikatori ir normāli.

3. Invertoriem parasti ir automātiska aizsardzība pret ķēdes pārrāvumiem, pārstrāvu, pārspriegumu, pārkaršanu un citiem priekšmetiem, tādēļ, kad šīs parādības notiek, nav nepieciešams manuāli izslēgt; automātiskās aizsardzības aizsardzības punkti parasti ir iestatīti rūpnīcā, un nav nepieciešams atkārtoti pielāgot.

4. Invertora skapī ir augsts spriegums. Operatoriem parasti nav atļauts atvērt skapja durvis, un skapja durvis parasti ir jāaizslēdz.

5. Ja telpas temperatūra pārsniedz 30°C, jāveic siltuma izkliedes un dzesēšanas pasākumi, lai novērstu iekārtas atteici un pagarinātu iekārtas kalpošanas laiku.

Apkope un pārbaude

1. Regulāri pārbaudiet, vai katras invertora daļas elektroinstalācija ir stingra un vai nav vaļīguma. Īpaši rūpīgi jāpārbauda ventilators, barošanas modulis, ievades spaile, izejas spaile un zemējums.

2. Kad signalizācija ir izslēgta, to nedrīkst nekavējoties iedarbināt. Pirms palaišanas ir jānoskaidro cēlonis un jānovērš. Pārbaude jāveic stingri saskaņā ar invertora apkopes rokasgrāmatā norādītajām darbībām.

3. Operatoriem ir jāsaņem īpaša apmācība un jāspēj noteikt vispārējo kļūdu cēloņus un tos novērst, piemēram, prasmīgi nomainīt drošinātājus, komponentus un bojātās shēmas plates. Neapmācītam personālam nav atļauts izmantot iekārtu.

4. Ja notiek negadījums, kuru ir grūti novērst, vai negadījuma cēlonis ir neskaidrs, ir jāveic detalizēta negadījuma uzskaite un laicīgi jāinformē invertora ražotājs, lai to atrisinātu.