Encyclopedia introduktion till solomriktare

Inverter , även känd som effektregulator och effektregulator, är en viktig del av solcellssystemet. Den fotovoltaiska växelriktarens huvudsakliga funktion är att omvandla likström som genereras av solpanelerna till växelström som används av hushållsapparater. All el som genereras av solpanelerna måste bearbetas av växelriktaren innan den kan matas ut till omvärlden. [1] Genom helbryggkretsen används SPWM-processorn i allmänhet för att genomgå modulering, filtrering, spänningsförstärkning, etc. för att erhålla sinusformad växelström som matchar belysningens belastningsfrekvens, märkspänning, etc. för systemslutanvändare. Med en växelriktare kan ett DC-batteri användas för att ge växelström till apparater.

Introduktion:

Systemet för att generera växelström för solenergi är sammansatt av solpaneler, laddningsregulator, växelriktare och batteri; likströmsgenereringssystemet för solenergi inkluderar inte växelriktare. Processen att omvandla växelström till likström kallas likriktning, kretsen som fullbordar likriktarfunktionen kallas en likriktarkrets, och enheten som implementerar likriktningsprocessen kallas likriktaranordning eller likriktare. På motsvarande sätt kallas processen att omvandla likström till växelström inverter, kretsen som fullbordar inverterfunktionen kallas en inverterkrets, och enheten som implementerar inverterprocessen kallas inverterutrustning eller inverter.

Kärnan i växelriktaranordningen är växelriktaromkopplarkretsen, kallad växelriktarkretsen. Denna krets fullbordar växelriktarfunktionen genom att slå på och av den elektroniska strömbrytaren. Omkopplingen av kraftelektroniska omkopplingsanordningar kräver vissa drivpulser, och dessa pulser kan justeras genom att ändra en spänningssignal. Kretsen som genererar och reglerar pulser kallas ofta en styrkrets eller styrslinga. Den grundläggande strukturen för växelriktaranordningen inkluderar, förutom den ovan nämnda växelriktarkretsen och styrkretsen, en skyddskrets, en utgångskrets, en ingångskrets, en utgångskrets, etc.

Funktioner:

På grund av mångfalden av byggnader kommer det oundvikligen att leda till mångfalden av solpanelsinstallationer. För att maximera omvandlingseffektiviteten för solenergi samtidigt som man tar hänsyn till byggnadens vackra utseende, kräver detta diversifiering av våra växelriktare för att uppnå det bästa sättet för solenergi. Konvertera.

Centraliserad inversion

Centraliserad växelriktare används vanligtvis i system med stora solcellskraftverk (>10kW). Många parallella fotovoltaiska strängar är anslutna till DC-ingången på samma centraliserade växelriktare. Generellt används trefasiga IGBT-kraftmoduler för hög effekt. De mindre använder fälteffekttransistorer och använder DSP-omvandlingskontroller för att förbättra kvaliteten på den genererade effekten så att den är mycket nära en sinusvågsström. Den största egenskapen är den höga effekten och låga kostnaden för systemet. Effektiviteten och den elektriska produktionskapaciteten för hela solcellssystemet påverkas dock av matchningen av solcellssträngar och partiell skuggning. Samtidigt påverkas energiproduktionens tillförlitlighet för hela solcellssystemet av den dåliga arbetsstatusen för en viss solcellsenhetsgrupp. De senaste forskningsinriktningarna är användningen av rymdvektormoduleringskontroll och utvecklingen av nya växelriktartopologianslutningar för att erhålla hög effektivitet under dellastförhållanden. På SolarMax centraliserade växelriktare kan en fotovoltaisk array-gränssnittsbox anslutas för att övervaka varje sträng av solcellssegelpaneler. Om en av strängarna inte fungerar korrekt kommer systemet att överföra informationen till fjärrkontrollen, och denna sträng kan stoppas via fjärrkontrollen, så att felet i en solcellssträng inte kommer att minska eller påverka arbetet och energiuttaget av hela solcellssystemet.

String inverter

Strängväxelriktare har blivit de mest populära växelriktarna på den internationella marknaden. Strängväxelriktaren är baserad på det modulära konceptet. Varje solcellssträng (1kW-5kW) passerar genom en växelriktare, har maximal effekttoppspårning i DC-änden och är parallellkopplad med nätet i AC-änden. Många stora solcellskraftverk använder strängväxelriktare. Fördelen är att den inte påverkas av modulskillnader och skuggor mellan strängar, och samtidigt minskar den optimala driftpunkten för solcellsmoduler.

Missmatch med växelriktaren, vilket ökar kraftgenereringen. Dessa tekniska fördelar minskar inte bara systemkostnaderna, utan ökar också systemets tillförlitlighet. Samtidigt introduceras begreppet "master-slave" mellan strängar, så att när kraften från en enstaka sträng i systemet inte kan få en enda växelriktare att fungera, kan flera grupper av solcellssträngar kopplas samman för att tillåta en eller flera av dem att arbeta. , och därigenom producera mer elektrisk energi. Det senaste konceptet är att flera växelriktare bildar ett "team" med varandra för att ersätta "master-slave"-konceptet, vilket gör systemet mer tillförlitligt.

Flersträngsväxelriktare

Flersträngsväxelriktare utnyttjar fördelarna med centraliserad växelriktare och strängväxelriktare, undviker deras nackdelar och kan appliceras på solcellskraftverk med flera kilowatt. I flersträngsväxelriktaren ingår olika individuella effekttoppspårning och DC-till-DC-omvandlare. DC omvandlas till växelström genom en gemensam DC-till-AC-växelriktare och ansluts till nätet. Olika värderingar av solcellssträngar (t.ex. olika märkeffekt, olika antal moduler per sträng, olika tillverkare av moduler, etc.), olika storlekar eller olika tekniker för solcellsmoduler, olika orienteringar av strängarna (t.ex.: öst, syd och väst) , olika lutningsvinklar eller skuggning, kan anslutas till en gemensam växelriktare, där varje sträng arbetar med sin respektive maximala effekttopp. Samtidigt reduceras längden på DC-kabeln, vilket minimerar skuggeffekten mellan strängar och förlusten orsakad av skillnader mellan strängar.

Komponentväxelriktare

Modulväxelriktaren kopplar varje solcellsmodul till en växelriktare, och varje modul har en oberoende maximal effekttoppspårning, så att modulen och växelriktaren samarbetar bättre. Vanligtvis används i 50W till 400W fotovoltaiska kraftverk, den totala verkningsgraden är lägre än för strängväxelriktare. Eftersom de är parallellkopplade på AC-sidan ökar detta komplexiteten i kabeldragningen på AC-sidan och försvårar underhållet. En annan sak som måste lösas är hur man ansluter till nätet mer effektivt. Det enkla sättet är att ansluta till nätet direkt genom vanliga AC-uttag, vilket kan minska kostnader och utrustningsinstallation, men ofta är det inte säkert att säkerhetsstandarden för elnätet på olika ställen tillåter det. Därvid kan elbolaget invända mot direktanslutning av genereringsanordningen till ett vanligt hushållsuttag. En annan säkerhetsrelaterad faktor är om en isolationstransformator (högfrekvens eller lågfrekvens) krävs eller om en transformatorlös omriktare tillåts. Denna växelriktare används mest i glasgardinväggar.

Solar inverter effektivitet

Effektiviteten hos solväxelriktare hänvisar till den växande marknaden för solväxelriktare (fotovoltaiska växelriktare) på grund av efterfrågan på förnybar energi. Och dessa växelriktare kräver extremt hög effektivitet och tillförlitlighet. Strömkretsarna som används i dessa växelriktare undersöks och de bästa valen för omkopplings- och likriktarenheter rekommenderas. Den allmänna strukturen för en fotovoltaisk växelriktare visas i figur 1. Det finns tre olika växelriktare att välja mellan. Solljus lyser på solcellsmoduler kopplade i serie, och varje modul innehåller en uppsättning solcellsenheter kopplade i serie. Likströmsspänningen (DC) som genereras av solcellsmoduler är i storleksordningen flera hundra volt, beroende på ljusförhållandena för moduluppsättningen, temperaturen på cellerna och antalet seriekopplade moduler.

Den primära funktionen för denna typ av växelriktare är att omvandla ingångslikspänningen till ett stabilt värde. Denna funktion implementeras genom en boost-omvandlare och kräver en boost-omkopplare och en boost-diod. I den första arkitekturen följs booststeget av en isolerad helbryggomvandlare. Syftet med helbryggtransformatorn är att ge isolering. Den andra helbryggomvandlaren på utgången används för att omvandla DC från förstastegets helbryggomvandlare till växelströmsspänning (AC). Dess utgång filtreras innan den ansluts till AC-nätet via en extra dubbelkontaktsreläbrytare, för att ge säker isolering vid fel och isolering från matningsnätet nattetid. Den andra strukturen är ett icke-isolerat schema. Bland dem genereras växelströmsspänningen direkt av likspänningen som utmatas av förstärkningssteget. Den tredje strukturen använder en innovativ topologi av strömbrytare och effektdioder för att integrera funktionerna hos boost- och AC-genereringsdelarna i en dedikerad topologi, vilket gör växelriktaren så effektiv som möjligt trots den mycket låga konverteringseffektiviteten hos solpanelen. Nära 100% men mycket viktigt. I Tyskland förväntas en 3kW-seriemodul installerad på ett tak i söderläge generera 2550 kWh per år. Om inverterns verkningsgrad höjs från 95 % till 96 % kan ytterligare 25 kWh el genereras varje år. Kostnaden för att använda ytterligare solcellsmoduler för att generera dessa 25 kWh motsvarar att lägga till en växelriktare. Eftersom ökad effektivitet från 95 % till 96 % inte kommer att fördubbla kostnaden för växelriktaren, är det ett oundvikligt val att investera i en mer effektiv växelriktare. För nya konstruktioner är att öka växelriktareffektiviteten på det mest kostnadseffektiva sättet ett viktigt designkriterium. När det gäller växelriktarens tillförlitlighet och kostnad är de två andra designkriterier. Högre effektivitet minskar temperaturfluktuationer under belastningscykeln, vilket förbättrar tillförlitligheten, så dessa riktlinjer är faktiskt relaterade. Användningen av moduler kommer också att öka tillförlitligheten.

Boost-brytare och diod

Alla visade topologier kräver snabba strömbrytare. Booststeget och helbryggomvandlingssteget kräver snabba omkopplingsdioder. Dessutom är switchar optimerade för lågfrekvent (100Hz) omkoppling också användbara för dessa topologier. För varje given kiselteknologi kommer switchar optimerade för snabb omkoppling att ha högre ledningsförluster än switchar som är optimerade för lågfrekventa switchar.

Booststeget är i allmänhet utformat som en omvandlare för kontinuerlig ström. Beroende på antalet solcellsmoduler i arrayen som används i växelriktaren kan du välja om du vill använda 600V eller 1200V enheter. Två alternativ för strömbrytare är MOSFET och IGBT. Generellt sett kan MOSFET:er fungera vid högre kopplingsfrekvenser än IGBT:er. Dessutom måste kroppsdiodens inverkan alltid beaktas: i fallet med booststeget är detta inget problem eftersom kroppsdioden inte leder i normalt driftläge. MOSFET-ledningsförluster kan beräknas från på-resistans RDS(ON), som är proportionell mot den effektiva formytan för en given MOSFET-familj. När märkspänningen ändras från 600V till 1200V kommer ledningsförlusterna för MOSFET att öka kraftigt. Därför, även om den nominerade RDS(ON) är likvärdig, är 1200V MOSFET inte tillgänglig eller så är priset för högt.

För boost-omkopplare märkta på 600V kan superjunction MOSFETs användas. För högfrekvensomkopplingsapplikationer har denna teknik de bästa ledningsförlusterna. MOSFETs med RDS(ON)-värden under 100 milliohm i TO-220-paket och MOSFETs med RDS(ON)-värden under 50 milliohm i TO-247-paket. För solcellsväxelriktare som kräver 1200V strömbrytning är IGBT det lämpliga valet. Mer avancerade IGBT-tekniker, såsom NPT Trench och NPT Field Stop, är optimerade för att minska ledningsförluster, men på bekostnad av högre switchningsförluster, vilket gör dem mindre lämpliga för boostapplikationer vid höga frekvenser.

Baserat på den gamla plana NPT-tekniken utvecklades en enhet FGL40N120AND som kan förbättra effektiviteten hos boostkretsen med hög switchfrekvens. Den har en EOFF på 43uJ/A. Jämfört med de mer avancerade tekniska enheterna är EOFF 80uJ/A, men det måste erhållas. Den här typen av prestanda är mycket svår. Nackdelen med FGL40N120AND-enheten är att mättnadsspänningsfallet VCE(SAT) (3.0V vs. 2.1V vid 125ºC) är högt, men dess låga kopplingsförluster vid höga växlingsfrekvenser kompenserar mer än för detta. Enheten integrerar även en antiparallell diod. Under normal boostdrift kommer denna diod inte att leda. Under uppstart eller under transienta förhållanden är det dock möjligt att förstärkningskretsen körs till aktivt läge, i vilket fall den antiparallella dioden kommer att leda. Eftersom IGBT själv inte har en inneboende kroppsdiod, krävs denna sampaketerade diod för att säkerställa tillförlitlig drift. För boostdioder krävs snabbåterställningsdioder som Stealth™ eller kolkiseldioder. Kol-kiseldioder har mycket låg framspänning och förluster. När du väljer en boostdiod måste effekten av omvänd återvinningsström (eller kopplingskapacitans för en kol-kiseldiod) på boost-omkopplaren beaktas, eftersom detta kommer att resultera i ytterligare förluster. Här kan den nylanserade Stealth II-dioden FFP08S60S ge högre prestanda. När VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us och hustemperaturen är 100ºC är den beräknade kopplingsförlusten lägre än parametern FFP08S60S på 205mJ. Med ISL9R860P2 Stealth-dioden når detta värde 225mJ. Därför förbättrar detta även växelriktarens effektivitet vid höga kopplingsfrekvenser.

Brobrytare och dioder

Efter MOSFET-helbryggfiltrering genererar utgångsbryggan en 50Hz sinusformad spännings- och strömsignal. En vanlig implementering är att använda en standardfull bryggarkitektur (Figur 2). I figuren, om omkopplarna i övre vänstra och nedre högra hörnet är påslagna, laddas en positiv spänning mellan vänster och höger terminaler; om omkopplarna uppe till höger och nedre till vänster är påslagna, laddas en negativ spänning mellan vänster och höger terminaler. För denna applikation är endast en strömbrytare på under en viss tidsperiod. Den ena switchen kan kopplas om till PWM högfrekvens och den andra switchen till lågfrekvent 50Hz. Eftersom bootstrap-kretsen är beroende av omvandlingen av low-end-enheter, växlas low-end-enheterna till PWM-högfrekvens, medan high-end-enheterna växlas till 50Hz lågfrekvens. Denna applikation använder en 600V strömbrytare, så 600V superjunction MOSFET är mycket lämplig för denna höghastighetsväxlingsenhet. Eftersom dessa omkopplingsenheter kommer att motstå den fulla omvända återställningsströmmen från andra enheter när omkopplaren är på, är snabbåterställningsöverkopplingsenheter som 600V FCH47N60F idealiska val. Dess RDS(ON) är 73 milliohm, och dess ledningsförlust är mycket låg jämfört med andra liknande snabbåterställningsenheter. När den här enheten konverterar vid 50 Hz finns det inget behov av att använda funktionen för snabb återställning. Dessa enheter har utmärkta dv/dt och di/dt egenskaper, vilket förbättrar systemets tillförlitlighet jämfört med standard superjunction MOSFETs.

Ett annat alternativ som är värt att utforska är användningen av FGH30N60LSD-enheten. Det är en 30A/600V IGBT med en mättnadsspänning VCE(SAT) på endast 1,1V. Dess avstängningsförlust EOFF är mycket hög och når 10mJ, så den är endast lämplig för lågfrekvent konvertering. En 50 milliohm MOSFET har ett på-motstånd RDS(ON) på 100 milliohm vid driftstemperatur. Därför, vid 11A, har den samma VDS som VCE(SAT) för IGBT. Eftersom denna IGBT är baserad på äldre nedbrytningsteknik, förändras inte VCE(SAT) mycket med temperaturen. Denna IGBT minskar därför de totala förlusterna i utgångsbryggan och ökar därigenom växelriktarens totala effektivitet. Det faktum att FGH30N60LSD IGBT växlar från en effektkonverteringsteknik till en annan dedikerad topologi varje halvcykel är också användbart. IGBT används här som topologiska switchar. För snabbare växling används konventionella och snabbåterställningsöverkopplingsenheter. För 1200V dedikerad topologi och fullbrostruktur är den tidigare nämnda FGL40N120AND en switch som är mycket lämplig för nya högfrekventa solväxelriktare. När specialiserad teknik kräver dioder är Stealth II, Hyperfast™ II-dioder och kol-kiseldioder fantastiska lösningar.

fungera:

Växelriktaren har inte bara funktionen av DC till AC-konvertering, utan har också funktionen att maximera prestanda hos solceller och funktionen av systemfelsskydd. Sammanfattningsvis finns det automatiska drift- och avstängningsfunktioner, kontrollfunktion för maximal effektspårning, oberoende funktionsförebyggande funktion (för nätanslutna system), automatisk spänningsjusteringsfunktion (för nätanslutna system), DC-detekteringsfunktion (för nätanslutna system) ), och DC-jorddetektering. Funktion (för nätanslutna system). Här är en kort introduktion till de automatiska kör- och avstängningsfunktionerna och funktionen för spårning av maximal effekt.

Automatisk drift och avstängningsfunktion: Efter soluppgången på morgonen ökar intensiteten av solstrålningen gradvis, och solcellens uteffekt ökar också. När den uteffekt som krävs för växelriktarens drift uppnås, börjar växelriktaren automatiskt att gå. Efter ingången drift övervakar växelriktaren utgången från solcellsmodulerna hela tiden. Så länge uteffekten från solcellsmodulerna är större än den uteffekt som krävs för växelriktaruppgiften, kommer växelriktaren att fortsätta att fungera; den kommer att stanna tills solnedgången, även om växelriktaren kan fungera även på regniga dagar. När solcellsmodulens utgång blir mindre och växelriktarens utgång närmar sig 0, övergår växelriktaren till ett standbyläge.

Styrfunktion för maximal effektspårning: Solcellsmodulens uteffekt ändras med intensiteten av solstrålningen och temperaturen på själva solcellsmodulen (chiptemperatur). Dessutom, eftersom solcellsmoduler har egenskapen att spänningen minskar när strömmen ökar, finns det en optimal driftpunkt som kan få maximal effekt. Solinstrålningens intensitet förändras, och uppenbarligen förändras också den optimala arbetspunkten. Relaterat till dessa förändringar hålls solcellsmodulens arbetspunkt alltid vid maximal effektpunkt, och systemet får alltid maximal effekt från solcellsmodulen. Denna typ av kontroll är maximal effektspårningskontroll. Den största egenskapen hos växelriktare som används i solenergisystem är att de inkluderar MPPT-funktionen (maximal power point tracking).

typ

Klassificering av tillämpningsomfång

(1) Vanlig växelriktare

DC 12V eller 24V ingång, AC 220V, 50Hz utgång, effekt från 75W till 5000W, vissa modeller har AC och DC konvertering, det vill säga UPS funktion.

(2) Inverter/laddare allt-i-ett-maskin

I denna typ av växelriktare kan användare använda olika former av ström för att driva växelströmsbelastningar: när det finns växelström används växelströmmen för att driva belastningen genom växelriktaren eller för att ladda batteriet; när det inte finns någon AC-ström används batteriet för att driva AC-belastningen. . Den kan användas tillsammans med olika kraftkällor: batterier, generatorer, solpaneler och vindkraftverk.

(3) Specialväxelriktare för post och telekommunikation

Tillhandahålla högkvalitativa 48V-växelriktare för post- och telekommunikationstjänster. Produkterna är av god kvalitet, hög tillförlitlighet, modulära (modul är 1KW) växelriktare, och har N+1 redundansfunktion och kan utökas (effekt från 2KW till 20KW). ).

(4) Specialväxelriktare för flyg och militär

Den här typen av växelriktare har en 28Vdc-ingång och kan ge följande AC-utgångar: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Dess utfrekvens kan vara: 50Hz, 60Hz och 400Hz, och uteffekten varierar från 30VA till 3500VA. Det finns också DC-DC-omvandlare och frekvensomvandlare avsedda för flyg.

Klassificering av utgångsvågform

(1) Fyrkantsvågsomriktare

Växelspänningsvågformen som matas ut av fyrkantsvågsomriktaren är en fyrkantsvåg. Växelriktarkretsarna som används av denna typ av växelriktare är inte exakt desamma, men det gemensamma är att kretsen är relativt enkel och antalet strömbrytarrör som används är litet. Designeffekten är i allmänhet mellan hundra watt och en kilowatt. Fördelarna med fyrkantsvågsomriktare är: enkel krets, billigt pris och enkelt underhåll. Nackdelen är att fyrkantvågsspänningen innehåller ett stort antal övertoner av hög ordning, vilket kommer att ge ytterligare förluster i belastningsapparater med induktorer eller transformatorer av järnkärna, vilket orsakar störningar på radioapparater och viss kommunikationsutrustning. Dessutom har denna typ av växelriktare brister såsom otillräckligt spänningsregleringsområde, ofullständig skyddsfunktion och relativt högt brus.

(2) Stegvågsomriktare

Växelspänningsvågformen som utmatas av denna typ av växelriktare är en stegvåg. Det finns många olika linjer för växelriktaren att realisera stegvågsutgång, och antalet steg i utgångsvågformen varierar kraftigt. Fördelen med stegvågsväxelriktaren är att den utgående vågformen är avsevärt förbättrad jämfört med fyrkantvågen, och det övertoniga innehållet av hög ordning reduceras. När stegen når mer än 17 kan den utgående vågformen uppnå en kvasi-sinusformad våg. När transformatorlös utgång används är den totala verkningsgraden mycket hög. Nackdelen är att stegvågsöverlagringskretsen använder många strömbrytarrör, och vissa av kretsformerna kräver flera uppsättningar likströmsingångar. Detta ger problem med grupperingen och ledningsdragningen av solcellsmatriser och den balanserade laddningen av batterier. Dessutom har trappvågsspänningen fortfarande vissa högfrekventa störningar på radioapparater och viss kommunikationsutrustning.

Sinusvågsomriktare

AC-spänningens vågform som matas ut av sinusvågsomriktaren är en sinusvåg. Fördelarna med sinusvågsomriktaren är att den har bra utsignalsvågform, mycket låg distorsion, lite störningar på radioapparater och utrustning och lågt brus. Dessutom har den kompletta skyddsfunktioner och hög total effektivitet. Nackdelarna är: kretsen är relativt komplex, kräver hög underhållsteknik och är dyr.

Klassificeringen av ovanstående tre typer av växelriktare är till hjälp för designers och användare av solcellssystem och vindkraftssystem att identifiera och välja växelriktare. Faktum är att växelriktare med samma vågform fortfarande har stora skillnader i kretsprinciper, använda enheter, styrmetoder etc.

Andra klassificeringsmetoder

1. Beroende på frekvensen av utgående växelström kan den delas in i strömfrekvensomriktare, mellanfrekvensväxelriktare och högfrekvensväxelriktare. Frekvensen för strömfrekvensomriktaren är 50 till 60Hz; frekvensen för medelfrekvensväxelriktaren är i allmänhet 400Hz till mer än tio kHz; frekvensen för högfrekventa växelriktare är i allmänhet mer än tio kHz till MHz.

2. Beroende på antalet faser som matas ut av växelriktaren kan den delas in i enfas växelriktare, trefas växelriktare och flerfas växelriktare.

3. Beroende på destinationen för växelriktarens uteffekt kan den delas in i aktiv växelriktare och passiv växelriktare. Varje växelriktare som överför den elektriska energiutgången från växelriktaren till det industriella elnätet kallas en aktiv växelriktare; varje växelriktare som överför den elektriska energi som växelriktaren producerar till någon elektrisk belastning kallas en passiv växelriktare. enhet.

4. Beroende på formen av växelriktarens huvudkrets kan den delas in i ensidig växelriktare, push-pull växelriktare, halvbrygga växelriktare och helbrygga växelriktare.

5. Beroende på typen av växelriktarens huvudomkopplingsenhet kan den delas in i tyristorväxelriktare, transistorväxelriktare, fälteffektväxelriktare och IGBT-växelriktare (isolated gate bipolar transistor). Den kan delas in i två kategorier: "halvkontrollerad" växelriktare och "helt kontrollerad" växelriktare. Den förra har inte förmågan att stänga av sig själv, och komponenten förlorar sin kontrollfunktion efter att den slås på, så den kallas "halvkontrollerad" och vanliga tyristorer faller i denna kategori; den senare har förmågan att stänga av sig själv, det vill säga det finns ingen enhet. På och av kan styras av kontrollelektroden, så det kallas "helt kontrollerad typ". Effektfälteffekttransistorer och bieffekttransistorer med isolerad grind (IGBT) tillhör alla denna kategori.

6. Enligt DC-strömförsörjningen kan den delas in i spänningskällan inverter (VSI) och strömkälla inverter (CSI). I den förra är likspänningen nästan konstant, och utspänningen är en alternerande fyrkantvåg; i den senare är likströmmen nästan konstant, och utströmmen är en alternerande fyrkantvåg.

7. Enligt växelriktarstyrningsmetoden kan den delas in i frekvensmodulering (PFM) växelriktare och pulsbreddsmodulering (PWM) växelriktare.

8. Enligt arbetssättet för växelriktarens omkopplingskrets kan den delas in i resonansväxelriktare, fast frekvens hårdväxelriktare och fast frekvens mjukväxelriktare.

9. Enligt växelriktarens kommuteringsmetod kan den delas in i lastkommuterad växelriktare och självkommuterad växelriktare.

Prestandaparametrar:

Det finns många parametrar och tekniska förhållanden som beskriver prestandan hos en växelriktare. Här ger vi bara en kort förklaring av de tekniska parametrar som vanligtvis används vid utvärdering av omriktare.

1. Miljöförhållanden för användningen av växelriktaren. Normala användningsförhållanden för växelriktaren: höjden överstiger inte 1000m och lufttemperaturen är 0~+40℃.

2. DC-ingångsströmförsörjningsförhållanden, fluktuationsområde för ingångs-DC-spänning: ±15 % av batteripaketets märkspänning.

3. Märkutgångsspänning, inom det specificerade tillåtna fluktuationsområdet för ingångslikspänningen, representerar det märkspänningsvärde som omriktaren ska kunna mata ut. Den stabila noggrannheten för det utgående nominella spänningsvärdet har i allmänhet följande bestämmelser:

(1) Under stationär drift bör spänningsfluktuationsområdet begränsas, till exempel bör dess avvikelse inte överstiga ±3 % eller ±5 % av märkvärdet.

(2) I dynamiska situationer där belastningen plötsligt ändras eller påverkas av andra störningsfaktorer, bör utgångsspänningsavvikelsen inte överstiga ±8 % eller ±10 % av märkvärdet.

4. Nominell utfrekvens, frekvensen på växelriktarens utgående växelspänning bör vara ett relativt stabilt värde, vanligtvis strömfrekvensen på 50Hz. Avvikelsen bör vara inom ±1 % under normala arbetsförhållanden.

5. Nominell utström (eller nominell uteffekt) anger omriktarens nominella utström inom det specificerade belastningseffektfaktorområdet. Vissa inverterprodukter ger nominell uteffekt, uttryckt i VA eller kVA. Omriktarens nominella kapacitet är när uteffektfaktorn är 1 (det vill säga ren resistiv belastning), den nominella utspänningen är produkten av den nominella utströmmen.

6. Nominell uteffekt. Omriktarens effektivitet är förhållandet mellan dess uteffekt och ineffekt under specificerade arbetsförhållanden, uttryckt i %. Omriktarens verkningsgrad vid nominell uteffekt är full lasteffektivitet, och verkningsgraden vid 10 % av nominell uteffekt är låg lasteffektivitet.

7. Omriktarens maximala övertonsinnehåll. För en sinusvågsomriktare, under resistiv belastning, bör det maximala övertonsinnehållet i utspänningen vara ≤10 %.

8. Växelriktarens överbelastningskapacitet avser växelriktarens förmåga att producera mer än märkströmvärdet under en kort tidsperiod under specificerade förhållanden. Växelriktarens överbelastningskapacitet bör uppfylla vissa krav under den specificerade belastningsfaktorn.

9. Växelriktarens verkningsgrad är förhållandet mellan växelriktarens utgående aktiva effekt och den ingående aktiva effekten (eller DC-effekten) under märkutgångsspänningen, utströmmen och specificerad belastningseffektfaktor.

10. Lasteffektfaktor representerar växelriktarens förmåga att bära induktiva eller kapacitiva laster. Under sinusvågsförhållanden är belastningseffektfaktorn 0,7~0,9 (fördröjning), och det nominella värdet är 0,9.

11. Lastasymmetri. Under en asymmetrisk belastning på 10 % bör asymmetrin hos utspänningen från en trefasväxelriktare med fast frekvens vara ≤10 %.

12. Utspänningsobalans. Under normala driftsförhållanden bör den trefasiga spänningsobalansen (förhållandet mellan omvänd sekvenskomponent och positiv sekvenskomponent) som utmatas av omriktaren inte överstiga ett specificerat värde, vanligtvis uttryckt i %, såsom 5 % eller 8 %.

13. Startegenskaper: Under normala driftförhållanden bör omriktaren kunna starta normalt 5 gånger i rad under full- och tomgångsdrift.

14. Skyddsfunktioner, växelriktaren bör ställas in: kortslutningsskydd, överströmsskydd, övertemperaturskydd, överspänningsskydd, underspänningsskydd och fasförlustskydd. Bland dem innebär överspänningsskydd att för växelriktare utan spänningsstabiliseringsåtgärder bör det finnas skyddsåtgärder för utgående överspänning för att skydda minuspolen från skador genom utgående överspänning. Överströmsskydd avser växelriktarens överströmsskydd, som bör kunna säkerställa snabba åtgärder när belastningen kortsluts eller strömmen överstiger det tillåtna värdet för att skydda den från skador av överspänningsström.

15. Interferens och anti-interferens, växelriktaren ska kunna motstå elektromagnetiska störningar i den allmänna miljön under specificerade normala arbetsförhållanden. Omriktarens anti-interferensprestanda och elektromagnetiska kompatibilitet bör överensstämma med relevanta standarder.

16. Växelriktare som inte används ofta, övervakas och underhålls bör vara ≤95db; växelriktare som används ofta, övervakas och underhålls bör vara ≤80db.

17. Display, växelriktaren ska vara utrustad med datavisning av parametrar som AC-utgångsspänning, utström och utfrekvens, samt signalvisning av ingångsspänning, spänningssatt och felstatus.

18. Kommunikationsfunktion. Fjärrkommunikationsfunktionen tillåter användare att kontrollera maskinens driftstatus och lagrade data utan att gå till platsen.

19. Vågformsförvrängningen av utspänningen. När växelriktarens utspänning är sinusformad bör den maximalt tillåtna vågformsdistorsionen (eller övertonsinnehållet) specificeras. Vanligtvis uttryckt som den totala vågformsdistorsionen av utspänningen, bör dess värde inte överstiga 5 % (10 % är tillåtet för enfasutgång).

20. Startegenskaper, som kännetecknar växelriktarens förmåga att starta med last och dess prestanda under dynamisk drift. Växelriktaren bör säkerställa tillförlitlig start under nominell belastning.

21. Buller. Transformatorer, filterinduktorer, elektromagnetiska strömbrytare, fläktar och andra komponenter i kraftelektronik producerar alla brus. När växelriktaren fungerar normalt bör dess brus inte överstiga 80dB, och bruset från en liten växelriktare bör inte överstiga 65dB.

Batteriets egenskaper:

PV batteri

För att utveckla ett solinvertersystem är det viktigt att först förstå de olika egenskaperna hos solceller (PV-celler). Rp och Rs är parasitmotstånd, som är oändliga respektive noll under ideala omständigheter.

Ljusintensitet och temperatur kan avsevärt påverka funktionsegenskaperna hos PV-celler. Strömmen är proportionell mot ljusintensiteten, men förändringar i ljuset har liten effekt på driftspänningen. Driftspänningen påverkas dock av temperaturen. En ökning av batteritemperaturen minskar driftspänningen men har liten effekt på den genererade strömmen. Figuren nedan illustrerar effekterna av temperatur och ljus på PV-moduler.

Förändringar i ljusintensitet har en större inverkan på batteriets uteffekt än förändringar i temperatur. Detta gäller för alla vanliga PV-material. En viktig konsekvens av kombinationen av dessa två effekter är att effekten av en PV-cell minskar med minskande ljusintensitet och/eller ökande temperatur.

Maximal power point (MPP)

Solceller kan fungera över ett brett spektrum av spänningar och strömmar. MPP bestäms genom att kontinuerligt öka den resistiva belastningen på den upplysta cellen från noll (kortslutningshändelse) till ett mycket högt värde (öppen kretshändelse). MPP är den arbetspunkt vid vilken V x I når sitt maximala värde och vid denna belysningsintensitet kan maximal effekt uppnås. Uteffekten när en kortslutning (PV-spänning är lika med noll) eller öppen krets (PV-ström är lika med noll) inträffar är noll.

Högkvalitativa monokristallina kiselsolceller producerar en öppen kretsspänning på 0,60 volt vid en temperatur på 25°C. Med fullt solljus och en lufttemperatur på 25°C kan temperaturen i en given cell vara nära 45°C, vilket kommer att minska den öppna kretsspänningen till cirka 0,55V. När temperaturen ökar fortsätter tomgångsspänningen att minska tills PV-modulen kortsluter.

Maximal effekt vid en batteritemperatur på 45°C produceras vanligtvis vid 80 % öppen kretsspänning och 90 % kortslutningsström. Batteriets kortslutningsström är nästan proportionell mot belysningen, och tomgångsspänningen kan bara minska med 10 % när belysningen minskas med 80 %. Batterier av lägre kvalitet kommer att minska spänningen snabbare när strömmen ökar, vilket minskar den tillgängliga effekten. Produktionen sjönk från 70 % till 50 %, eller till och med bara 25 %.

Solcellsmikroinverteraren måste säkerställa att PV-modulerna arbetar vid MPP vid varje given tidpunkt så att maximal energi kan erhållas från PV-modulerna. Detta kan uppnås med hjälp av en kontrollslinga för maximal effektpunkt, även känd som en Maximum Power Point Tracker (MPPT). För att uppnå ett högt förhållande mellan MPP-spårning krävs också att PV-utgångsspänningsrippeln är tillräckligt liten så att PV-strömmen inte ändras för mycket när den arbetar nära den maximala effektpunkten.

MPP-spänningsområdet för PV-moduler kan vanligtvis definieras i intervallet 25V till 45V, med en effektgenerering på cirka 250W och en öppen kretsspänning under 50V.

Användning och underhåll:

använda sig av

1. Anslut och installera utrustningen strikt i enlighet med kraven i växelriktarens drift- och underhållsinstruktioner. Under installationen bör du noggrant kontrollera: om tråddiametern uppfyller kraven; om komponenterna och terminalerna är lösa under transporten; om de isolerade delarna är välisolerade; om systemets jordning uppfyller bestämmelserna.

2. Växelriktaren ska användas och användas strikt i enlighet med instruktionerna för användning och underhåll. I synnerhet: innan du slår på maskinen, var uppmärksam på om inspänningen är normal; under drift, var uppmärksam på om sekvensen för att slå på och av maskinen är korrekt och om indikationerna för varje mätare och indikatorlampa är normala.

3. Växelriktare har i allmänhet automatiskt skydd för kretsbrott, överström, överspänning, överhettning och andra föremål, så när dessa fenomen uppstår finns det inget behov av att stänga av manuellt; skyddspunkterna för automatiskt skydd är vanligtvis inställda på fabriken och behöver inte justeras igen.

4. Det är hög spänning i växelriktarskåpet. Operatörer får i allmänhet inte öppna skåpsdörren och skåpdörren ska vara låst vid vanliga tider.

5. När rumstemperaturen överstiger 30°C bör värmeavledning och kylningsåtgärder vidtas för att förhindra utrustningsfel och förlänga utrustningens livslängd.

Underhåll och inspektion

1. Kontrollera regelbundet om kablarna till varje del av växelriktaren är stadiga och om det finns någon löshet. Speciellt bör fläkten, effektmodulen, ingångsterminalen, utgångsterminalen och jordningen noggrant kontrolleras.

2. När larmet väl har stängts av är det inte tillåtet att starta omedelbart. Orsaken bör fastställas och repareras innan uppstart. Inspektionen bör utföras strikt i enlighet med de steg som anges i växelriktarens underhållsmanual.

3. Operatörer måste få specialutbildning och kunna fastställa orsakerna till allmänna fel och eliminera dem, såsom att skickligt byta ut säkringar, komponenter och skadade kretskort. Outbildad personal får inte använda utrustningen.

4. Om en olycka inträffar som är svår att eliminera eller orsaken till olyckan är oklar, bör detaljerade register över olyckan föras och växelriktartillverkaren bör underrättas i god tid för att kunna lösas.