Encyclopedia panimula sa solar inverters

Inverter , na kilala rin bilang power regulator at power regulator, ay isang mahalagang bahagi ng photovoltaic system. Ang pangunahing function ng photovoltaic inverter ay upang i-convert ang DC power na nabuo ng mga solar panel sa AC power na ginagamit ng mga appliances sa bahay. Ang lahat ng kuryenteng nabuo ng mga solar panel ay dapat na iproseso ng inverter bago ito ma-output sa labas ng mundo. [1] Sa pamamagitan ng full-bridge circuit, ang SPWM processor ay karaniwang ginagamit upang sumailalim sa modulasyon, pag-filter, pagpapalakas ng boltahe, atbp. upang makakuha ng sinusoidal AC power na tumutugma sa dalas ng pag-load ng ilaw, rate ng boltahe, atbp. para sa mga end user ng system. Sa isang inverter, ang isang DC na baterya ay maaaring gamitin upang magbigay ng AC power sa mga appliances.

Panimula:

Ang solar AC power generation system ay binubuo ng mga solar panel, charge controller, inverter at baterya; ang solar DC power generation system ay hindi kasama ang inverter. Ang proseso ng pag-convert ng AC power sa DC power ay tinatawag na rectification, ang circuit na kumukumpleto sa rectification function ay tinatawag na rectifier circuit, at ang device na nagpapatupad ng rectification process ay tinatawag na rectifier device o rectifier. Kaugnay nito, ang proseso ng pag-convert ng DC power sa AC power ay tinatawag na inverter, ang circuit na kumukumpleto sa inverter function ay tinatawag na inverter circuit, at ang device na nagpapatupad ng proseso ng inverter ay tinatawag na inverter equipment o inverter.

Ang core ng inverter device ay ang inverter switch circuit, na tinutukoy bilang inverter circuit. Kinukumpleto ng circuit na ito ang inverter function sa pamamagitan ng pag-on at off ng power electronic switch. Ang pagpapalit ng mga power electronic switching device ay nangangailangan ng ilang partikular na pulso sa pagmamaneho, at ang mga pulso na ito ay maaaring isaayos sa pamamagitan ng pagpapalit ng signal ng boltahe. Ang circuit na bumubuo at nagreregula ng mga pulso ay kadalasang tinatawag na control circuit o control loop. Kasama sa pangunahing istraktura ng inverter device, bilang karagdagan sa nabanggit na inverter circuit at control circuit, isang protection circuit, isang output circuit, isang input circuit, isang output circuit, atbp.

Mga Tampok:

Dahil sa pagkakaiba-iba ng mga gusali, hindi maiiwasang hahantong ito sa pagkakaiba-iba ng mga instalasyon ng solar panel. Upang ma-maximize ang kahusayan ng conversion ng solar energy habang isinasaalang-alang ang magandang hitsura ng gusali, nangangailangan ito ng diversification ng aming mga inverters upang makamit ang pinakamahusay na paraan ng solar energy. Magbalik-loob.

Sentralisadong pagbabaligtad

Ang sentralisadong inverter ay karaniwang ginagamit sa mga sistema ng malalaking photovoltaic power station (>10kW). Maraming parallel photovoltaic string ang konektado sa DC input ng parehong sentralisadong inverter. Sa pangkalahatan, ang tatlong-phase na IGBT power module ay ginagamit para sa mataas na kapangyarihan. Ang mga mas maliit ay gumagamit ng field effect transistors at gumagamit ng DSP conversion controllers upang mapabuti ang kalidad ng nabuong kapangyarihan upang ito ay napakalapit sa isang sine wave current. Ang pinakamalaking tampok ay ang mataas na kapangyarihan at mababang gastos ng system. Gayunpaman, ang kahusayan at kapasidad ng produksyon ng kuryente ng buong photovoltaic system ay apektado ng pagtutugma ng mga photovoltaic string at partial shading. Kasabay nito, ang pagiging maaasahan ng pagbuo ng kuryente ng buong photovoltaic system ay apektado ng mahinang katayuan sa pagtatrabaho ng isang partikular na pangkat ng photovoltaic unit. Ang pinakabagong mga direksyon sa pananaliksik ay ang paggamit ng space vector modulation control at ang pagbuo ng mga bagong inverter topology na koneksyon upang makakuha ng mataas na kahusayan sa ilalim ng bahagyang kondisyon ng pagkarga. Sa SolarMax centralized inverter, maaaring ikabit ang isang photovoltaic array interface box upang subaybayan ang bawat string ng mga photovoltaic sail panel. Kung ang isa sa mga string ay hindi gumagana nang maayos, ang system ay Ang impormasyon ay ipinadala sa remote controller, at ang string na ito ay maaaring ihinto sa pamamagitan ng remote control, upang ang pagkabigo ng isang photovoltaic string ay hindi makakabawas o makakaapekto sa trabaho at enerhiya na output. ng buong photovoltaic system.

String inverter

Ang mga string inverter ay naging pinakasikat na inverter sa internasyonal na merkado. Ang string inverter ay batay sa modular na konsepto. Ang bawat photovoltaic string (1kW-5kW) ay dumadaan sa isang inverter, may pinakamataas na power peak tracking sa dulo ng DC, at nakakonekta nang kahanay sa grid sa dulo ng AC. Maraming malalaking photovoltaic power plant ang gumagamit ng string inverters. Ang kalamangan ay hindi ito apektado ng mga pagkakaiba ng module at mga anino sa pagitan ng mga string, at sa parehong oras ay binabawasan ang pinakamainam na operating point ng photovoltaic modules.

Hindi tumutugma sa inverter, sa gayon ay tumataas ang pagbuo ng kuryente. Ang mga teknikal na bentahe na ito ay hindi lamang binabawasan ang mga gastos sa system, ngunit pinapataas din ang pagiging maaasahan ng system. Kasabay nito, ang konsepto ng "master-slave" ay ipinakilala sa pagitan ng mga string, kaya na kapag ang kapangyarihan ng isang solong string sa system ay hindi maaaring gumawa ng isang solong inverter gumana, ilang mga grupo ng mga photovoltaic string ay maaaring konektado magkasama upang payagan ang isa o ilan sa kanila upang magtrabaho. , sa gayon ay gumagawa ng mas maraming elektrikal na enerhiya. Ang pinakabagong konsepto ay ang ilang mga inverters ay bumubuo ng isang "team" sa isa't isa upang palitan ang "master-slave" na konsepto, na ginagawang mas maaasahan ang system.

Maramihang string inverter

Ang multi-string inverter ay tumatagal ng mga bentahe ng sentralisadong inverter at string inverter, iniiwasan ang kanilang mga disadvantages, at maaaring ilapat sa mga photovoltaic power station na may ilang kilowatts. Sa multi-string inverter, iba't ibang indibidwal na power peak tracking at DC-to-DC converter ang kasama. Ang DC ay na-convert sa AC power sa pamamagitan ng isang karaniwang DC-to-AC inverter at nakakonekta sa grid. Iba't ibang rating ng mga photovoltaic string (hal. iba't ibang na-rate na kapangyarihan, iba't ibang bilang ng mga module bawat string, iba't ibang mga tagagawa ng mga module, atbp.), iba't ibang laki o iba't ibang teknolohiya ng mga photovoltaic module, iba't ibang oryentasyon ng mga string (hal: silangan, timog at kanluran) , iba't ibang anggulo ng pagtabingi o pagtatabing, ay maaaring ikonekta sa isang karaniwang inverter, na ang bawat string ay gumagana sa kani-kanilang pinakamataas na pinakamataas na pinakamataas na kapangyarihan. Kasabay nito, ang haba ng DC cable ay nababawasan, pinaliit ang shadowing effect sa pagitan ng mga string at ang pagkawala na dulot ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga string.

Inverter ng sangkap

Ang module inverter ay nagkokonekta sa bawat photovoltaic module sa isang inverter, at ang bawat module ay may independiyenteng maximum power peak tracking, upang ang module at ang inverter ay mas magtulungan. Karaniwang ginagamit sa 50W hanggang 400W na mga photovoltaic power station, ang kabuuang kahusayan ay mas mababa kaysa sa string inverters. Dahil konektado ang mga ito nang magkatulad sa gilid ng AC, pinatataas nito ang pagiging kumplikado ng mga kable sa gilid ng AC at ginagawang mahirap ang pagpapanatili. Ang isa pang bagay na kailangang malutas ay kung paano kumonekta sa grid nang mas epektibo. Ang simpleng paraan ay direktang kumonekta sa grid sa pamamagitan ng mga ordinaryong AC socket, na maaaring mabawasan ang mga gastos at pag-install ng kagamitan, ngunit kadalasan ang mga pamantayan sa kaligtasan ng power grid sa iba't ibang lugar ay maaaring hindi ito payagan. Sa paggawa nito, maaaring tumutol ang power company sa direktang koneksyon ng generating device sa isang ordinaryong socket ng sambahayan. Ang isa pang kadahilanan na nauugnay sa kaligtasan ay kung kinakailangan ang isang isolation transformer (high frequency o low frequency) o kung pinapayagan ang isang transformerless inverter. Ang inverter na ito ay pinakamalawak na ginagamit sa mga dingding ng kurtina ng salamin.

Kahusayan ng Solar Inverter

Ang kahusayan ng solar inverters ay tumutukoy sa lumalaking merkado para sa solar inverters (photovoltaic inverters) dahil sa pangangailangan para sa renewable energy. At ang mga inverter na ito ay nangangailangan ng napakataas na kahusayan at pagiging maaasahan. Ang mga power circuit na ginamit sa mga inverter na ito ay sinusuri at ang pinakamahusay na mga pagpipilian para sa switching at rectifier device ay inirerekomenda. Ang pangkalahatang istraktura ng isang photovoltaic inverter ay ipinapakita sa Figure 1. Mayroong tatlong magkakaibang mga inverter na mapagpipilian. Ang sikat ng araw ay sumisikat sa mga solar module na konektado sa serye, at ang bawat module ay naglalaman ng isang hanay ng mga solar cell unit na konektado sa serye. Ang direktang kasalukuyang (DC) na boltahe na nabuo ng mga solar module ay nasa pagkakasunud-sunod ng ilang daang volts, depende sa mga kondisyon ng pag-iilaw ng array ng module, ang temperatura ng mga cell at ang bilang ng mga module na konektado sa serye.

Ang pangunahing pag-andar ng ganitong uri ng inverter ay upang i-convert ang input DC boltahe sa isang matatag na halaga. Ang function na ito ay ipinatupad sa pamamagitan ng boost converter at nangangailangan ng boost switch at boost diode. Sa unang arkitektura, ang boost stage ay sinusundan ng isang nakahiwalay na full-bridge converter. Ang layunin ng full bridge transformer ay magbigay ng paghihiwalay. Ang pangalawang full-bridge converter sa output ay ginagamit upang i-convert ang DC mula sa first-stage full-bridge converter sa alternating current (AC) na boltahe. Sinasala ang output nito bago ikonekta sa network ng AC grid sa pamamagitan ng karagdagang double-contact relay switch, upang makapagbigay ng ligtas na paghihiwalay kung sakaling magkaroon ng fault at paghihiwalay mula sa supply grid sa gabi. Ang pangalawang istraktura ay isang hindi nakahiwalay na pamamaraan. Kabilang sa mga ito, ang boltahe ng AC ay direktang nabuo ng output ng boltahe ng DC sa pamamagitan ng yugto ng pagpapalakas. Ang ikatlong istraktura ay gumagamit ng isang makabagong topology ng mga power switch at power diode upang isama ang mga function ng boost at mga bahagi ng henerasyon ng AC sa isang nakatuong topology, na ginagawang ang inverter bilang mahusay hangga't maaari sa kabila ng napakababang conversion na kahusayan ng solar panel. Malapit sa 100% ngunit napakahalaga. Sa Germany, ang isang 3kW series module na naka-install sa isang bubong na nakaharap sa timog ay inaasahang bubuo ng 2550 kWh bawat taon. Kung ang kahusayan ng inverter ay tataas mula 95% hanggang 96%, maaaring magkaroon ng karagdagang 25kWh ng kuryente bawat taon. Ang halaga ng paggamit ng mga karagdagang solar module upang makabuo ng 25kWh na ito ay katumbas ng pagdaragdag ng inverter. Dahil ang pagtaas ng kahusayan mula 95% hanggang 96% ay hindi magdodoble sa halaga ng inverter, ang pamumuhunan sa isang mas mahusay na inverter ay isang hindi maiiwasang pagpili. Para sa mga umuusbong na disenyo, ang pagtaas ng kahusayan ng inverter sa pinaka-cost-effective na paraan ay isang pangunahing pamantayan sa disenyo. Tulad ng para sa pagiging maaasahan at gastos ng inverter, sila ay dalawang iba pang pamantayan sa disenyo. Binabawasan ng mas mataas na kahusayan ang pagbabagu-bago ng temperatura sa cycle ng pagkarga, sa gayo'y pinapabuti ang pagiging maaasahan, kaya ang mga alituntuning ito ay aktwal na nauugnay. Ang paggamit ng mga module ay magpapataas din ng pagiging maaasahan.

Boost switch at diode

Lahat ng topologies na ipinapakita ay nangangailangan ng mabilis na paglipat ng mga switch ng kuryente. Ang yugto ng pagpapalakas at yugto ng conversion ng buong tulay ay nangangailangan ng mabilis na paglipat ng mga diode. Bilang karagdagan, ang mga switch na na-optimize para sa low frequency (100Hz) switching ay kapaki-pakinabang din para sa mga topology na ito. Para sa anumang ibinigay na teknolohiya ng silikon, ang mga switch na na-optimize para sa mabilis na paglipat ay magkakaroon ng mas mataas na pagkalugi sa pagpapadaloy kaysa sa mga switch na na-optimize para sa mga low-frequency switching application.

Ang yugto ng pagpapalakas ay karaniwang idinisenyo bilang isang tuluy-tuloy na kasalukuyang mode converter. Depende sa bilang ng mga solar module sa array na ginamit sa inverter, maaari mong piliin kung 600V o 1200V na device ang gagamitin. Dalawang pagpipilian para sa mga switch ng kuryente ay MOSFET at IGBT. Sa pangkalahatan, ang mga MOSFET ay maaaring gumana sa mas mataas na switching frequency kaysa sa mga IGBT. Bilang karagdagan, ang impluwensya ng body diode ay dapat palaging isaalang-alang: sa kaso ng boost stage na ito ay hindi isang problema dahil ang body diode ay hindi nagsasagawa sa normal na operating mode. Ang mga pagkalugi sa pagpapadaloy ng MOSFET ay maaaring kalkulahin mula sa on-resistance RDS(ON), na proporsyonal sa epektibong die area para sa isang partikular na pamilya ng MOSFET. Kapag ang rate na boltahe ay nagbago mula 600V hanggang 1200V, ang pagkalugi ng pagpapadaloy ng MOSFET ay tataas nang malaki. Samakatuwid, kahit na ang na-rate na RDS(ON) ay katumbas, ang 1200V MOSFET ay hindi magagamit o ang presyo ay masyadong mataas.

Para sa mga boost switch na na-rate sa 600V, maaaring gamitin ang mga superjunction na MOSFET. Para sa mga high-frequency switching application, ang teknolohiyang ito ay may pinakamahusay na conduction losses. Ang mga MOSFET na may RDS(ON) na halaga ay mas mababa sa 100 milliohms sa TO-220 packages at MOSFET na may RDS(ON) value na mas mababa sa 50 milliohms sa TO-247 packages. Para sa mga solar inverters na nangangailangan ng 1200V power switching, ang IGBT ay ang naaangkop na pagpipilian. Ang mga mas advanced na teknolohiya ng IGBT, tulad ng NPT Trench at NPT Field Stop, ay na-optimize para sa pagbabawas ng conduction losses, ngunit sa kapinsalaan ng mas mataas na switching losses, na ginagawang mas hindi angkop ang mga ito para sa mga boost application sa mataas na frequency.

Batay sa lumang teknolohiyang planar ng NPT, binuo ang isang device na FGL40N120AND na maaaring mapabuti ang kahusayan ng boost circuit na may mataas na dalas ng paglipat. Mayroon itong EOFF na 43uJ/A. Kung ikukumpara sa mas advanced na mga device sa teknolohiya, ang EOFF ay 80uJ/A, ngunit kailangan itong makuha Ang ganitong uri ng pagganap ay napakahirap. Ang kawalan ng FGL40N120AND device ay ang pagbaba ng saturation voltage VCE(SAT) (3.0V vs. 2.1V sa 125ºC) ay mataas, ngunit ang mababang switching losses nito sa mataas na boost switching frequency ay higit pa sa nakakabawi dito. Ang aparato ay nagsasama rin ng isang anti-parallel diode. Sa ilalim ng normal na pagpapalakas ng pagpapatakbo, ang diode na ito ay hindi gagana. Gayunpaman, sa panahon ng pagsisimula o sa panahon ng lumilipas na mga kondisyon, posible para sa boost circuit na madala sa aktibong mode, kung saan ang anti-parallel diode ay magsasagawa. Dahil ang IGBT mismo ay walang likas na body diode, ang co-packaged na diode na ito ay kinakailangan upang matiyak ang maaasahang operasyon. Para sa mga boost diode, ang mga fast recovery diode tulad ng Stealth™ o carbon silicon diodes ay kinakailangan. Ang carbon-silicon diodes ay may napakababang forward voltage at mga pagkalugi. Kapag pumipili ng boost diode, dapat isaalang-alang ang epekto ng reverse recovery current (o junction capacitance ng carbon-silicon diode) sa boost switch, dahil magreresulta ito sa mga karagdagang pagkalugi. Dito, ang bagong inilunsad na Stealth II diode FFP08S60S ay maaaring magbigay ng mas mataas na pagganap. Kapag ang VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us, at ang temperatura ng case ay 100ºC, ang kalkuladong switching loss ay mas mababa kaysa sa FFP08S60S parameter na 205mJ. Gamit ang ISL9R860P2 Stealth diode, ang halagang ito ay umaabot sa 225mJ. Samakatuwid, pinapabuti din nito ang kahusayan ng inverter sa mataas na mga frequency ng paglipat.

Mga switch at diode ng tulay

Pagkatapos ng MOSFET full-bridge filtering, ang output bridge ay bumubuo ng 50Hz sinusoidal voltage at kasalukuyang signal. Ang isang karaniwang pagpapatupad ay ang paggamit ng isang karaniwang full-bridge architecture (Figure 2). Sa figure, kung ang mga switch sa itaas na kaliwa at kanang ibaba ay naka-on, isang positibong boltahe ang na-load sa pagitan ng kaliwa at kanang mga terminal; kung ang mga switch sa kanang itaas at kaliwang ibaba ay naka-on, isang negatibong boltahe ang na-load sa pagitan ng kaliwa at kanang mga terminal. Para sa application na ito, isang switch lang ang naka-on sa isang partikular na yugto ng panahon. Ang isang switch ay maaaring ilipat sa PWM high frequency at ang isa ay switch sa low frequency na 50Hz. Dahil umaasa ang circuit ng bootstrap sa conversion ng mga low-end na device, ang mga low-end na device ay inililipat sa PWM high frequency, habang ang mga high-end na device ay inililipat sa 50Hz low frequency. Gumagamit ang application na ito ng 600V power switch, kaya ang 600V superjunction MOSFET ay napaka-angkop para sa high-speed switching device na ito. Dahil ang mga switching device na ito ay makatiis sa buong reverse recovery current ng iba pang mga device kapag naka-on ang switch, ang mga fast recovery superjunction na device gaya ng 600V FCH47N60F ay mainam na mga pagpipilian. Ang RDS(ON) nito ay 73 milliohms, at napakababa ng conduction loss nito kumpara sa iba pang katulad na fast recovery device. Kapag nag-convert ang device na ito sa 50Hz, hindi na kailangang gamitin ang feature na mabilis na pagbawi. Ang mga device na ito ay may mahuhusay na katangian ng dv/dt at di/dt, na nagpapahusay sa pagiging maaasahan ng system kumpara sa mga karaniwang superjunction na MOSFET.

Ang isa pang opsyon na dapat tuklasin ay ang paggamit ng FGH30N60LSD device. Ito ay isang 30A/600V IGBT na may saturation voltage VCE(SAT) na 1.1V lamang. Napakataas ng turn-off loss nito na EOFF, na umaabot sa 10mJ, kaya angkop lamang ito para sa conversion na mababa ang dalas. Ang 50 milliohm MOSFET ay may on-resistance RDS(ON) na 100 milliohms sa operating temperature. Samakatuwid, sa 11A, mayroon itong kaparehong VDS sa VCE(SAT) ng IGBT. Dahil ang IGBT na ito ay batay sa mas lumang teknolohiya ng pagkasira, ang VCE(SAT) ay hindi gaanong nagbabago sa temperatura. Ang IGBT na ito samakatuwid ay binabawasan ang kabuuang pagkalugi sa output bridge, at sa gayon ay pinapataas ang pangkalahatang kahusayan ng inverter. Ang katotohanan na ang FGH30N60LSD IGBT ay lumipat mula sa isang teknolohiya ng conversion ng kuryente patungo sa isa pang nakatuong topology bawat kalahating cycle ay kapaki-pakinabang din. Ang mga IGBT ay ginagamit dito bilang mga topological switch. Para sa mas mabilis na paglipat, ginagamit ang mga conventional at fast recovery superjunction device. Para sa 1200V dedicated topology at full-bridge structure, ang nabanggit na FGL40N120AND ay isang switch na napaka-angkop para sa mga bagong high-frequency solar inverters. Kapag ang mga espesyal na teknolohiya ay nangangailangan ng mga diode, ang Stealth II, Hyperfast™ II diodes at carbon-silicon diodes ay mahusay na mga solusyon.

function:

Ang inverter ay hindi lamang may function ng DC sa AC conversion, ngunit mayroon ding function na i-maximize ang pagganap ng mga solar cell at ang function ng system fault protection. Sa buod, may mga awtomatikong pagpapatakbo at pag-shutdown na function, maximum power tracking control function, independent operation prevention function (para sa grid-connected system), automatic voltage adjustment function (para sa grid-connected system), DC detection function (para sa grid-connected system). ), at DC ground detection. Function (para sa mga grid-connected system). Narito ang isang maikling panimula sa awtomatikong pagpapatakbo at pag-shutdown na mga function at ang maximum na power tracking control function.

Awtomatikong operasyon at shutdown function: Pagkatapos ng pagsikat ng araw sa umaga, unti-unting tumataas ang intensity ng solar radiation, at tumataas din ang output ng solar cell. Kapag naabot na ang output power na kinakailangan para sa operasyon ng inverter, awtomatikong magsisimulang tumakbo ang inverter. Pagkatapos pumasok sa operasyon, susubaybayan ng inverter ang output ng solar cell modules sa lahat ng oras. Hangga't ang output power ng solar cell modules ay mas malaki kaysa sa output power na kinakailangan para sa inverter task, ang inverter ay patuloy na gagana; ito ay titigil hanggang sa paglubog ng araw, kahit na ang inverter ay maaari ding gumana sa tag-ulan. Kapag ang output ng solar module ay nagiging mas maliit at ang output ng inverter ay lumalapit sa 0, ang inverter ay pumapasok sa isang standby na estado.

Maximum power tracking control function: Ang output ng solar cell module ay nagbabago sa intensity ng solar radiation at ang temperatura ng solar cell module mismo (chip temperature). Bilang karagdagan, dahil ang mga solar cell module ay may katangian na bumababa ang boltahe habang tumataas ang kasalukuyang, mayroong pinakamainam na operating point na maaaring makakuha ng pinakamataas na kapangyarihan. Ang intensity ng solar radiation ay nagbabago, at malinaw naman ang pinakamainam na working point ay nagbabago din. Kaugnay ng mga pagbabagong ito, ang working point ng solar cell module ay palaging pinananatili sa pinakamataas na power point, at palaging nakukuha ng system ang maximum na power output mula sa solar cell module. Ang ganitong uri ng kontrol ay ang pinakamataas na kontrol sa pagsubaybay sa kapangyarihan. Ang pinakamalaking tampok ng mga inverter na ginagamit sa mga solar power generation system ay kasama nila ang maximum power point tracking (MPPT) function.

uri

Pag-uuri ng saklaw ng aplikasyon

(1) Ordinaryong inverter

DC 12V o 24V input, AC 220V, 50Hz output, kapangyarihan mula 75W hanggang 5000W, ang ilang mga modelo ay may AC at DC conversion, iyon ay, UPS function.

(2) Inverter/charger all-in-one na makina

Sa ganitong uri ng inverter, ang mga gumagamit ay maaaring gumamit ng iba't ibang anyo ng kapangyarihan upang paganahin ang mga AC load: kapag mayroong AC power, ang AC power ay ginagamit upang paganahin ang load sa pamamagitan ng inverter, o upang singilin ang baterya; kapag walang AC power, ang baterya ang ginagamit para paganahin ang AC load. . Maaari itong gamitin kasabay ng iba't ibang pinagmumulan ng kuryente: mga baterya, generator, solar panel at wind turbine.

(3) Espesyal na inverter para sa post at telekomunikasyon

Magbigay ng mataas na kalidad na 48V inverters para sa mga serbisyo sa koreo at telekomunikasyon. Ang mga produkto ay may magandang kalidad, mataas na pagiging maaasahan, modular (module ay 1KW) inverters, at may N+1 redundancy function at maaaring palawakin (power mula 2KW hanggang 20KW). ).

(4) Espesyal na inverter para sa abyasyon at militar

Ang ganitong uri ng inverter ay may 28Vdc input at maaaring magbigay ng mga sumusunod na AC output: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Ang dalas ng output nito ay maaaring: 50Hz, 60Hz at 400Hz, at ang output power ay mula 30VA hanggang 3500VA. Mayroon ding mga DC-DC converter at frequency converter na nakatuon sa aviation.

Pag-uuri ng waveform ng output

(1) Square wave inverter

Ang AC voltage waveform output ng square wave inverter ay isang square wave. Ang mga inverter circuit na ginagamit ng ganitong uri ng inverter ay hindi eksaktong pareho, ngunit ang karaniwang tampok ay ang circuit ay medyo simple at ang bilang ng mga power switch tube na ginamit ay maliit. Ang kapangyarihan ng disenyo ay karaniwang nasa pagitan ng isang daang watts at isang kilowatt. Ang mga bentahe ng square wave inverter ay: simpleng circuit, murang presyo at madaling pagpapanatili. Ang kawalan ay ang square wave boltahe ay naglalaman ng isang malaking bilang ng mga high-order harmonics, na magbubunga ng karagdagang pagkalugi sa mga kagamitan sa pag-load na may mga iron core inductors o mga transformer, na nagiging sanhi ng pagkagambala sa mga radyo at ilang kagamitan sa komunikasyon. Bilang karagdagan, ang ganitong uri ng inverter ay may mga pagkukulang tulad ng hindi sapat na saklaw ng regulasyon ng boltahe, hindi kumpletong pag-andar ng proteksyon, at medyo mataas na ingay.

(2) Step wave inverter

Ang AC voltage waveform na output ng ganitong uri ng inverter ay isang step wave. Mayroong maraming iba't ibang mga linya para sa inverter upang mapagtanto ang step wave output, at ang bilang ng mga hakbang sa output waveform ay lubhang nag-iiba. Ang bentahe ng step wave inverter ay ang output waveform ay makabuluhang napabuti kumpara sa square wave, at ang high-order harmonic content ay nabawasan. Kapag ang mga hakbang ay umabot sa higit sa 17, ang output waveform ay maaaring makamit ang isang quasi-sinusoidal wave. Kapag ginamit ang output na walang transformer, ang pangkalahatang kahusayan ay napakataas. Ang kawalan ay ang ladder wave superposition circuit ay gumagamit ng maraming power switch tubes, at ang ilan sa mga circuit form ay nangangailangan ng maraming set ng DC power input. Nagdudulot ito ng problema sa pagpapangkat at pag-wire ng mga solar cell array at ang balanseng pag-charge ng mga baterya. Sa karagdagan, ang staircase wave boltahe ay mayroon pa ring ilang high-frequency interference sa mga radyo at ilang kagamitan sa komunikasyon.

Sine wave inverter

Ang AC voltage waveform na output ng sine wave inverter ay isang sine wave. Ang mga bentahe ng sine wave inverter ay mayroon itong magandang output waveform, napakababang distortion, kaunting interference sa mga radyo at kagamitan, at mababang ingay. Bilang karagdagan, mayroon itong kumpletong mga function ng proteksyon at mataas na pangkalahatang kahusayan. Ang mga disadvantages ay: ang circuit ay medyo kumplikado, nangangailangan ng mataas na teknolohiya sa pagpapanatili, at mahal.

Ang pag-uuri ng tatlong uri ng inverter sa itaas ay kapaki-pakinabang para sa mga taga-disenyo at gumagamit ng mga photovoltaic system at wind power system upang matukoy at pumili ng mga inverter. Sa katunayan, ang mga inverter na may parehong waveform ay mayroon pa ring malaking pagkakaiba sa mga prinsipyo ng circuit, mga device na ginamit, mga paraan ng pagkontrol, atbp.

Iba pang mga paraan ng pag-uuri

1. Ayon sa dalas ng output AC power, maaari itong nahahati sa power frequency inverter, medium frequency inverter at high frequency inverter. Ang dalas ng power frequency inverter ay 50 hanggang 60Hz; ang dalas ng medium frequency inverter ay karaniwang 400Hz hanggang higit sa sampung kHz; ang dalas ng high frequency inverter ay karaniwang higit sa sampung kHz hanggang MHz.

2. Ayon sa bilang ng mga phase na output ng inverter, maaari itong nahahati sa single-phase inverter, three-phase inverter at multi-phase inverter.

3. Ayon sa destinasyon ng output power ng inverter, maaari itong nahahati sa active inverter at passive inverter. Anumang inverter na nagpapadala ng electric energy output ng inverter sa industrial power grid ay tinatawag na active inverter; anumang inverter na nagpapadala ng electric energy output ng inverter sa ilang electrical load ay tinatawag na passive inverter. aparato.

4. Ayon sa anyo ng pangunahing circuit ng inverter, maaari itong nahahati sa single-ended inverter, push-pull inverter, half-bridge inverter at full-bridge inverter.

5. Ayon sa uri ng pangunahing switching device ng inverter, maaari itong nahahati sa thyristor inverter, transistor inverter, field effect inverter at insulated gate bipolar transistor (IGBT) inverter. Maaari itong nahahati sa dalawang kategorya: "semi-controlled" inverter at "fully controlled" inverter. Ang dating ay walang kakayahang i-off ang sarili, at ang bahagi ay nawawala ang pag-andar ng kontrol nito pagkatapos itong i-on, kaya tinawag itong "semi-controlled" at ang mga ordinaryong thyristor ay nabibilang sa kategoryang ito; ang huli ay may kakayahang mag-self-off, iyon ay, walang aparato Ang on at off ay maaaring kontrolin ng control electrode, kaya tinatawag itong "fully controlled type". Ang mga power field effect transistors at insulated gate bi-power transistors (IGBT) ay nabibilang sa kategoryang ito.

6. Ayon sa DC power supply, maaari itong nahahati sa voltage source inverter (VSI) at current source inverter (CSI). Sa una, ang DC boltahe ay halos pare-pareho, at ang output boltahe ay isang alternating square wave; sa huli, ang kasalukuyang DC ay halos pare-pareho, at ang output kasalukuyang ay isang alternating square wave.

7. Ayon sa paraan ng kontrol ng inverter, maaari itong nahahati sa frequency modulation (PFM) inverter at pulse width modulation (PWM) inverter.

8. Ayon sa working mode ng inverter switching circuit, maaari itong nahahati sa resonant inverter, fixed frequency hard switching inverter at fixed frequency soft switching inverter.

9. Ayon sa paraan ng commutation ng inverter, maaari itong nahahati sa load-commutated inverter at self-commutated inverter.

Mga parameter ng pagganap:

Mayroong maraming mga parameter at teknikal na kondisyon na naglalarawan sa pagganap ng isang inverter. Dito ay nagbibigay lamang kami ng maikling paliwanag ng mga teknikal na parameter na karaniwang ginagamit kapag sinusuri ang mga inverter.

1. Mga kondisyon sa kapaligiran para sa paggamit ng inverter. Normal na kondisyon ng paggamit ng inverter: ang altitude ay hindi lalampas sa 1000m, at ang temperatura ng hangin ay 0~+40 ℃.

2. DC input power supply kundisyon, input DC voltage fluctuation range: ±15% ng rate na halaga ng boltahe ng battery pack.

3. Na-rate na boltahe ng output, sa loob ng tinukoy na pinahihintulutang hanay ng pagbabagu-bago ng input DC boltahe, ito ay kumakatawan sa na-rate na halaga ng boltahe na dapat na mai-output ng inverter. Ang matatag na katumpakan ng output rate na halaga ng boltahe sa pangkalahatan ay may mga sumusunod na probisyon:

(1) Sa panahon ng steady-state na operasyon, ang saklaw ng pagbabagu-bago ng boltahe ay dapat na limitado, halimbawa, ang paglihis nito ay hindi dapat lumampas sa ±3% o ±5% ng na-rate na halaga.

(2) Sa mga dynamic na sitwasyon kung saan ang load ay biglang nagbabago o naapektuhan ng iba pang interference factor, ang output voltage deviation ay hindi dapat lumampas sa ±8% o ±10% ng rated value.

4. Rated output dalas, ang dalas ng inverter output AC boltahe ay dapat na isang medyo matatag na halaga, kadalasan ang kapangyarihan dalas ng 50Hz. Ang paglihis ay dapat nasa loob ng ±1% sa ilalim ng normal na kondisyon sa pagtatrabaho.

5. Ang rate na output current (o rated output capacity) ay nagpapahiwatig ng rated output current ng inverter sa loob ng tinukoy na load power factor range. Ang ilang mga produkto ng inverter ay nagbibigay ng na-rate na kapasidad ng output, na ipinahayag sa VA o kVA. Ang na-rate na kapasidad ng inverter ay kapag ang output power factor ay 1 (iyon ay, puro resistive load), ang rated output boltahe ay ang produkto ng rated output current.

6. Na-rate na kahusayan sa output. Ang kahusayan ng inverter ay ang ratio ng output power nito sa input power sa ilalim ng tinukoy na mga kondisyon sa pagtatrabaho, na ipinahayag sa %. Ang kahusayan ng inverter sa na-rate na kapasidad ng output ay buong kahusayan ng pagkarga, at ang kahusayan sa 10% ng na-rate na kapasidad ng output ay mababang kahusayan sa pagkarga.

7. Ang maximum na harmonic na nilalaman ng inverter. Para sa isang sine wave inverter, sa ilalim ng resistive load, ang maximum na harmonic na nilalaman ng output boltahe ay dapat na ≤10%.

8. Ang overload na kapasidad ng inverter ay tumutukoy sa kakayahan ng inverter na mag-output ng higit sa rate ng kasalukuyang halaga sa isang maikling panahon sa ilalim ng mga tinukoy na kondisyon. Ang overload na kapasidad ng inverter ay dapat matugunan ang ilang mga kinakailangan sa ilalim ng tinukoy na load power factor.

9. Ang kahusayan ng inverter ay ang ratio ng inverter output active power sa input active power (o DC power) sa ilalim ng rated output voltage, output current at tinukoy na load power factor.

10. Ang load power factor ay kumakatawan sa kakayahan ng inverter na magdala ng inductive o capacitive load. Sa ilalim ng mga kondisyon ng sine wave, ang load power factor ay 0.7~0.9 (lag), at ang rated value ay 0.9.

11. Mag-load ng kawalaan ng simetrya. Sa ilalim ng 10% asymmetric load, ang asymmetry ng output boltahe ng isang fixed-frequency na three-phase inverter ay dapat na ≤10%.

12. Output boltahe imbalance. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng operating, ang three-phase boltahe imbalance (ratio ng reverse sequence component sa positive sequence component) na output ng inverter ay hindi dapat lumampas sa isang tinukoy na halaga, na karaniwang ipinahayag sa %, tulad ng 5 % o 8%.

13. Mga panimulang katangian: Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng pagpapatakbo, ang inverter ay dapat na makapagsimula nang normal nang 5 beses sa isang hilera sa ilalim ng buong karga at walang-load na mga kondisyon ng pagpapatakbo.

14. Proteksyon function, ang inverter ay dapat i-set up: short circuit proteksyon, overcurrent proteksyon, overtemperature proteksyon, overvoltage proteksyon, undervoltage proteksyon at phase pagkawala proteksyon. Kabilang sa mga ito, ang proteksyon ng overvoltage ay nangangahulugan na para sa mga inverters na walang mga hakbang sa pag-stabilize ng boltahe, dapat mayroong mga hakbang sa proteksyon ng overvoltage ng output upang maprotektahan ang negatibong terminal mula sa pinsala ng overvoltage ng output. Ang overcurrent na proteksyon ay tumutukoy sa overcurrent na proteksyon ng inverter, na dapat matiyak ang napapanahong pagkilos kapag ang load ay short-circuited o ang kasalukuyang ay lumampas sa pinahihintulutang halaga upang maprotektahan ito mula sa pinsala ng surge current.

15. Interference at anti-interference, ang inverter ay dapat na makatiis ng electromagnetic interference sa pangkalahatang kapaligiran sa ilalim ng tinukoy na normal na mga kondisyon sa pagtatrabaho. Ang pagganap ng anti-interference at electromagnetic compatibility ng inverter ay dapat sumunod sa mga nauugnay na pamantayan.

16. Ang mga inverter na hindi madalas na pinapatakbo, sinusubaybayan at pinapanatili ay dapat na ≤95db; Ang mga inverter na madalas na pinapatakbo, sinusubaybayan at pinapanatili ay dapat na ≤80db.

17. Display, ang inverter ay dapat na nilagyan ng data display ng mga parameter tulad ng AC output voltage, output current at output frequency, at signal display ng input live, energized at fault status.

18. Pag-andar ng komunikasyon. Ang function ng remote na komunikasyon ay nagpapahintulot sa mga user na suriin ang katayuan ng pagpapatakbo ng makina at nakaimbak na data nang hindi pumupunta sa site.

19. Ang waveform distortion ng output boltahe. Kapag sinusoidal ang boltahe ng output ng inverter, dapat na tukuyin ang maximum na pinapayagang waveform distortion (o harmonic content). Karaniwang ipinahayag bilang kabuuang pagbaluktot ng waveform ng boltahe ng output, ang halaga nito ay hindi dapat lumampas sa 5% (10% ang pinapayagan para sa single-phase na output).

20. Mga panimulang katangian, na nagpapakilala sa kakayahan ng inverter na magsimula sa pagkarga at pagganap nito sa panahon ng dynamic na operasyon. Dapat tiyakin ng inverter ang maaasahang pagsisimula sa ilalim ng rated load.

21. Ingay. Ang mga transformer, filter inductors, electromagnetic switch, fan at iba pang bahagi sa power electronic na kagamitan ay gumagawa ng ingay. Kapag ang inverter ay gumagana nang normal, ang ingay nito ay hindi dapat lumampas sa 80dB, at ang ingay ng isang maliit na inverter ay hindi dapat lumampas sa 65dB.

Mga katangian ng baterya:

Baterya ng PV

Upang makabuo ng solar inverter system, mahalagang maunawaan muna ang iba't ibang katangian ng solar cells (PV cells). Ang Rp at Rs ay mga parasitic resistance, na walang hanggan at zero ayon sa pagkakabanggit sa ilalim ng ideal na mga pangyayari.

Ang liwanag at temperatura ay maaaring makaapekto nang malaki sa mga katangian ng pagpapatakbo ng mga PV cell. Ang kasalukuyang ay proporsyonal sa intensity ng liwanag, ngunit ang mga pagbabago sa liwanag ay may maliit na epekto sa operating boltahe. Gayunpaman, ang operating boltahe ay apektado ng temperatura. Ang pagtaas sa temperatura ng baterya ay nagpapababa sa operating boltahe ngunit may maliit na epekto sa kasalukuyang nabuo. Ang figure sa ibaba ay naglalarawan ng mga epekto ng temperatura at liwanag sa PV modules.

Ang mga pagbabago sa light intensity ay may mas malaking epekto sa output power ng baterya kaysa sa mga pagbabago sa temperatura. Totoo ito para sa lahat ng karaniwang ginagamit na materyales sa PV. Ang isang mahalagang kinahinatnan ng kumbinasyon ng dalawang epekto na ito ay ang pagbaba ng kapangyarihan ng isang PV cell sa pagbaba ng intensity ng liwanag at/o pagtaas ng temperatura.

Maximum power point (MPP)

Ang mga solar cell ay maaaring gumana sa malawak na hanay ng mga boltahe at agos. Ang MPP ay tinutukoy sa pamamagitan ng patuloy na pagtaas ng resistive load sa iluminado na cell mula sa zero (short circuit event) hanggang sa isang napakataas na halaga (open circuit event). Ang MPP ay ang operating point kung saan naabot ng V x I ang pinakamataas na halaga nito at sa intensity ng pag-iilaw na ito Ang pinakamataas na kapangyarihan ay maaaring makamit. Ang output power kapag ang isang short circuit (PV boltahe ay katumbas ng zero) o open circuit (PV kasalukuyang katumbas ng zero) kaganapan ay nangyari ay zero.

Ang mataas na kalidad na monocrystalline silicon solar cells ay gumagawa ng open circuit voltage na 0.60 volts sa temperatura na 25°C. Sa buong sikat ng araw at temperatura ng hangin na 25°C, ang temperatura ng isang partikular na cell ay maaaring malapit sa 45°C, na magbabawas sa open circuit na boltahe sa humigit-kumulang 0.55V. Habang tumataas ang temperatura, patuloy na bumababa ang boltahe ng open circuit hanggang sa short circuit ng PV Module.

Ang maximum na kapangyarihan sa temperatura ng baterya na 45°C ay karaniwang ginagawa sa 80% open circuit voltage at 90% short circuit current. Ang short-circuit current ng baterya ay halos proporsyonal sa pag-iilaw, at ang open-circuit na boltahe ay maaari lamang bumaba ng 10% kapag ang pag-iilaw ay nabawasan ng 80%. Ang mas mababang kalidad na mga baterya ay magbabawas ng boltahe nang mas mabilis kapag tumaas ang kasalukuyang, at sa gayon ay binabawasan ang magagamit na kapangyarihan. Bumaba ang output mula 70% hanggang 50%, o kahit 25% lang.

Dapat tiyakin ng solar microinverter na ang mga PV module ay gumagana sa MPP sa anumang partikular na oras upang ang pinakamataas na enerhiya ay maaaring makuha mula sa mga PV modules. Magagawa ito gamit ang maximum na power point control loop, na kilala rin bilang Maximum Power Point Tracker (MPPT). Ang pagkamit ng mataas na ratio ng pagsubaybay sa MPP ay nangangailangan din na ang PV output voltage ripple ay sapat na maliit upang ang PV current ay hindi masyadong nagbabago kapag tumatakbo malapit sa pinakamataas na power point.

Ang hanay ng boltahe ng MPP ng mga PV module ay karaniwang maaaring tukuyin sa hanay na 25V hanggang 45V, na may power generation na humigit-kumulang 250W at isang open circuit na boltahe sa ibaba 50V.

Paggamit at pagpapanatili:

gamitin

1. Ikonekta at i-install ang kagamitan nang mahigpit alinsunod sa mga kinakailangan ng operasyon ng inverter at mga tagubilin sa pagpapanatili. Sa panahon ng pag-install, dapat mong maingat na suriin: kung ang diameter ng wire ay nakakatugon sa mga kinakailangan; kung ang mga bahagi at terminal ay maluwag sa panahon ng transportasyon; kung ang mga insulated na bahagi ay mahusay na insulated; kung ang saligan ng system ay nakakatugon sa mga regulasyon.

2. Ang inverter ay dapat na patakbuhin at gamitin nang mahigpit alinsunod sa mga tagubilin para sa paggamit at pagpapanatili. Sa partikular: bago i-on ang makina, bigyang-pansin kung normal ang input boltahe; sa panahon ng operasyon, bigyang-pansin kung tama ang pagkakasunod-sunod ng pag-on at pag-off ng makina, at kung normal ang mga indikasyon ng bawat metro at indicator light.

3. Karaniwang may awtomatikong proteksyon ang mga inverters para sa pagkasira ng circuit, overcurrent, overvoltage, overheating at iba pang mga bagay, kaya kapag nangyari ang mga phenomena na ito, hindi na kailangang manu-manong isara; ang mga punto ng proteksyon ng awtomatikong proteksyon ay karaniwang nakatakda sa pabrika, at hindi na kailangang Ayusin muli.

4. May mataas na boltahe sa inverter cabinet. Karaniwang hindi pinapayagan ang mga operator na buksan ang pinto ng cabinet, at dapat na naka-lock ang pinto ng cabinet sa mga ordinaryong oras.

5. Kapag ang temperatura ng silid ay lumampas sa 30°C, dapat gawin ang pagwawaldas ng init at pagpapalamig upang maiwasan ang pagkabigo ng kagamitan at palawigin ang buhay ng serbisyo ng kagamitan.

Pagpapanatili at inspeksyon

1. Regular na suriin kung ang mga kable ng bawat bahagi ng inverter ay matatag at kung mayroong anumang pagkaluwag. Sa partikular, dapat na maingat na suriin ang fan, power module, input terminal, output terminal at grounding.

2. Kapag nag-shut down ang alarma, hindi ito pinapayagang mag-start kaagad. Ang dahilan ay dapat malaman at ayusin bago simulan. Ang inspeksyon ay dapat na isagawa nang mahigpit alinsunod sa mga hakbang na tinukoy sa manual ng pagpapanatili ng inverter.

3. Ang mga operator ay dapat makatanggap ng espesyal na pagsasanay at matukoy ang mga sanhi ng mga pangkalahatang pagkakamali at alisin ang mga ito, tulad ng mahusay na pagpapalit ng mga piyus, mga bahagi, at mga sirang circuit board. Ang mga hindi sanay na tauhan ay hindi pinapayagan na patakbuhin ang kagamitan.

4. Kung mangyari ang isang aksidente na mahirap alisin o ang sanhi ng aksidente ay hindi malinaw, ang mga detalyadong talaan ng aksidente ay dapat na panatilihin at ang inverter manufacturer ay dapat na maabisuhan sa isang napapanahong paraan para sa paglutas.