Інвертары належаць да вялікай групы статычных пераўтваральнікаў, у якую ўваходзяць многія сучасныя's прылады ў стане«канвертаваць»электрычныя параметры на ўваходзе, такія як напружанне і частата, каб атрымаць выхад, сумяшчальны з патрабаваннямі нагрузкі.

Наогул кажучы, інвертары - гэта прылады, здольныя пераўтвараць пастаянны ток у пераменны, і яны даволі часта сустракаюцца ў прамысловай аўтаматызацыі і электрапрывадах.Архітэктура і канструкцыя розных тыпаў інвертараў змяняецца ў залежнасці ад кожнага канкрэтнага прымянення, нават калі іх асноўнае прызначэнне аднолькавае (пераўтварэнне пастаяннага току ў пераменны).

1. Аўтаномныя і падключаныя да сеткі інвертары

Інвертары, якія выкарыстоўваюцца ў фотаэлектрычных праграмах, гістарычна падзяляюцца на дзве асноўныя катэгорыі:

:Аўтаномныя інвертары

:Сеткавыя інвертары

Аўтаномныя інвертары прызначаны для прымянення, калі фотаэлектрычная ўстаноўка не падключана да асноўнай сеткі размеркавання энергіі.Інвертар здольны забяспечваць электрычнай энергіяй падлучаныя нагрузкі, забяспечваючы стабільнасць асноўных электрычных параметраў (напружання і частаты).Гэта трымае іх у загадзя вызначаных межах, здольных супрацьстаяць сітуацыям часовай перагрузкі.У гэтай сітуацыі інвертар спалучаецца з сістэмай захоўвання батарэі, каб забяспечыць стабільную падачу энергіі.

Інвертары, падключаныя да сеткі, з іншага боку, здольныя сінхранізавацца з электрычнай сеткай, да якой яны падключаны, таму што ў гэтым выпадку напружанне і частата«навязаны»па асноўнай сетцы.Гэтыя інвертары павінны мець магчымасць адключацца ў выпадку выхаду з ладу асноўнай сеткі, каб пазбегнуць магчымай зваротнай падачы асноўнай сеткі, якая можа прадстаўляць сур'ёзную небяспеку.

Малюнак 1 - Прыклад аўтаномнай сістэмы і падключанай да сеткі сістэмы.Выява прадастаўлена Biblus.

2. Якая роля кандэнсатара шыны

Мэтай інвертара з'яўляецца пераўтварэнне формы сігналу пастаяннага току ў сігнал пераменнага току, каб падаць энергію ў нагрузку (напрыклад, электрасетку) на зададзенай частаце і з невялікім фазавым вуглом (φ ≈0).Спрошчаная схема для аднафазнай уніпалярнай шыротна-імпульснай мадуляцыі (ШІМ) паказана на малюнку2 (тая ж агульная схема можа быць распаўсюджана на трохфазную сістэму).На гэтай схеме фотаэлектрычная сістэма, якая дзейнічае як крыніца пастаяннага напружання з некаторай індуктыўнасцю крыніцы, фарміруецца ў сігнал пераменнага току праз чатыры IGBT-пераключальніка паралельна з дыёдамі вольнага ходу.Гэтыя перамыкачы кіруюцца на засаўцы праз ШІМ-сігнал, які звычайна з'яўляецца выхадным сігналам мікрасхемы, якая параўноўвае нясучую хвалю (звычайна сінусоіду з жаданай выходнай частатой) і апорную хвалю значна больш высокай частаты (звычайна трохкутную хвалю на 5-20 кГц).Выхад IGBT фармуецца ў сігнал пераменнага току, прыдатны для выкарыстання або ўвядзення ў сетку праз прымяненне розных тапалогій LC-фільтраў.

Атрымаць прапанову

Малюнак 2: аднафазная шыротна-імпульсная мадуляцыя (ШІМ).налада інвертара.Перамыкачы IGBT разам з выхадным фільтрам LC фарміруюць уваходны сігнал пастаяннага току ў прыдатны для выкарыстання сігнал пераменнага току.Гэта выклікае ашкодная пульсацыя напружання на фотаэлектрычных клемах.Аўтобуспамер кандэнсатара прызначаны для памяншэння гэтай пульсацыі.

Праца IGBT уводзіць пульсацыі напружання на клему фотаэлектрычнага масіва.Гэтая пульсацыя шкодная для працы фотаэлектрычнай сістэмы, паколькі намінальнае напружанне, якое падаецца на клемы, павінна ўтрымлівацца ў кропцы максімальнай магутнасці (MPP) крывой IV, каб атрымаць найбольшую магутнасць.Пульсацыі напружання на фотаэлектрычных клемах будуць вагацца магутнасці, якая выцягваецца з сістэмы, у выніку чаго

меншая сярэдняя выхадная магутнасць (малюнак 3).Каб згладзіць пульсацыі напружання, на шыну дадаецца кандэнсатар.

Малюнак 3: Пульсацыі напружання, якія ўводзяцца на фотаэлектрычныя клемы схемай ШІМ-інвертара, зрушваюць прыкладзенае напружанне ад кропкі максімальнай магутнасці (MPP) фотаэлектрычнага масіва.Гэта ўносіць пульсацыі ў выходную магутнасць масіва, так што сярэдняя выхадная магутнасць ніжэйшая за намінальную MPP

Амплітуда (размах да піку) пульсацый напружання вызначаецца частатой пераключэння, напружаннем PV, ёмістасцю шыны і індуктыўнасцю фільтра ў адпаведнасці з:

дзе:

VPV - гэта пастаяннае напружанне сонечнай панэлі,

Cbus - гэта ёмістасць кандэнсатара шыны,

L - індуктыўнасць індуктыўнасці фільтра,

fPWM - частата пераключэння.

Ураўненне (1) прымяняецца да ідэальнага кандэнсатара, які прадухіляе праходжанне зарада праз кандэнсатар падчас зарадкі, а затым разраджае энергію, якая знаходзіцца ў электрычным полі, без супраціву.У рэчаіснасці ні адзін кандэнсатар не з'яўляецца ідэальным (малюнак 4), але ён складаецца з некалькіх элементаў.У дадатак да ідэальнай ёмістасці дыэлектрык не з'яўляецца ідэальна рэзістыўным, і невялікі ток уцечкі цячэ ад анода да катода ўздоўж канчатковага шунтавага супраціву (Rsh), абыходзячы дыэлектрычную ёмістасць (C).Калі праз кандэнсатар праходзіць ток, кантакты, фальга і дыэлектрык не з'яўляюцца ідэальна праводнымі, і паслядоўна з ёмістасцю ёсць эквівалентнае паслядоўнае супраціўленне (ESR).Нарэшце, кандэнсатар назапашвае некаторую энергію ў магнітным полі, таму паслядоўна з ёмістасцю і ESR існуе эквівалентная паслядоўная індуктыўнасць (ESL).

Малюнак 4: Эквівалентная схема агульнага кандэнсатара.Кандэнсатар ёсцьскладаецца з мноства неідэальных элементаў, у тым ліку дыэлектрычнай ёмістасці (C), нябясконцага шунтавага супраціву праз дыэлектрык, які абыходзіць кандэнсатар, паслядоўнага супраціўлення (ESR) і паслядоўнай індуктыўнасці (ESL).

Нават у такім, здавалася б, простым кампаненце, як кандэнсатар, ёсць некалькі элементаў, якія могуць выйсці з ладу або пагоршыцца.Кожны з гэтых элементаў можа ўплываць на паводзіны інвертара як на баку пераменнага, так і пастаяннага току.Для таго, каб вызначыць уплыў дэградацыі неідэальных кампанентаў кандэнсатара на пульсацыі напружання, якія ўзнікаюць на фотаэлектрычных клемах, з выкарыстаннем SPICE быў змадэляваны аднапалярны H-маставы інвертар ШІМ (малюнак 2).Кандэнсатары фільтра і шпулькі індуктыўнасці падтрымліваюцца пры 250 мкФ і 20 мГн адпаведна.Мадэлі SPICE для IGBT узяты з працы Петры і інш. ШІМ-сігнал, які кіруе перамыкачамі IGBT, вызначаецца кампаратарам і схемай інвертуючага кампаратара для пераключальнікаў IGBT высокага і нізкага бакоў адпаведна.Уваходам для элементаў кіравання ШІМ з'яўляюцца 9,5 В, 60 Гц сінусоідная нясучая і 10 В, 10 кГц трохкутная хваля.

Рашэнне CRE

CRE - гэта высокатэхналагічнае прадпрыемства, якое спецыялізуецца на вытворчасці плёнкавых кандэнсатараў і спецыялізуецца на прымяненні сілавой электранікі.

CRE прапануе спелае рашэнне серыі плёнкавых кандэнсатараў для фотаэлектрычных інвертараў, якія ўключаюць у сябе звяно пастаяннага току, фільтр пераменнага току і дэмпфер.