Az inverter célja az egyenáramú hullámforma feszültség váltóáramú jellé alakítása, hogy adott frekvencián és kis fázisszöggel áramot injektáljon egy terhelésbe (pl. az elektromos hálózatba)φ ≈0).Az egyfázisú unipoláris impulzusszélesség-moduláció (PWM) egyszerűsített áramköre az ábrán látható.2 (ugyanez az általános séma háromfázisú rendszerre is kiterjeszthető).Ezen a vázlaton egy PV rendszer, amely egyenáramú feszültségforrásként működik bizonyos forrásinduktivitás mellett, négy IGBT kapcsolón keresztül, szabadonfutó diódákkal párhuzamosan, váltakozó áramú jellé formálódik.Ezeket a kapcsolókat a kapunál egy PWM jel vezérli, amely tipikusan egy IC kimenete, amely összehasonlítja a vivőhullámot (általában a kívánt kimeneti frekvenciájú szinuszhullámot) és a lényegesen magasabb frekvenciájú referenciahullámot (általában háromszöghullámot). 5-20 kHz-en).Az IGBT-k kimenetét az LC-szűrők különféle topológiáinak alkalmazása révén használatra vagy rácsinjektálásra alkalmas váltakozó áramú jellé alakítják.
Az inverterek a statikus konverterek nagy csoportjába tartoznak, amelyek közé sok ma is tartozik's eszközök képesek"alakítani”bemeneti elektromos paraméterek, például feszültség és frekvencia, hogy a terhelés követelményeivel kompatibilis kimenetet állítsanak elő.
Általánosságban elmondható, hogy az inverterek olyan eszközök, amelyek képesek egyenáramot váltakozó árammá alakítani, és meglehetősen gyakoriak az ipari automatizálási alkalmazásokban és az elektromos hajtásokban.A különböző típusú inverterek felépítése és kialakítása az egyes alkalmazásoknak megfelelően változik, még akkor is, ha a fő céljuk lényege megegyezik (DC-AC átalakítás).
1.Önálló és hálózatra csatlakoztatott inverterek
A fotovoltaikus alkalmazásokban használt invertereket történelmileg két fő kategóriába sorolják:
:Önálló inverterek
:Hálózatra kapcsolt inverterek
Az önálló inverterek olyan alkalmazásokhoz valók, ahol a fotovoltaikus erőmű nincs csatlakoztatva a fő energiaelosztó hálózathoz.Az inverter képes elektromos energiával ellátni a csatlakoztatott terheléseket, biztosítva a fő elektromos paraméterek (feszültség és frekvencia) stabilitását.Ez előre meghatározott határokon belül tartja őket, és képesek ellenállni az átmeneti túlterhelési helyzeteknek.Ebben a helyzetben az invertert egy akkumulátortároló rendszerrel kapcsolják össze a folyamatos energiaellátás biztosítása érdekében.
A hálózatra kapcsolt inverterek viszont képesek szinkronizálni azzal az elektromos hálózattal, amelyre csatlakoznak, mert ebben az esetben a feszültség és a frekvencia"kiszabott”a főrács által.Ezeknek az invertereknek le kell tudniuk kapcsolódni, ha a főhálózat meghibásodik, hogy elkerülhető legyen a főhálózat esetleges fordított táplálása, ami komoly veszélyt jelenthet.
- 1. ábra - Példa önálló rendszerre és hálózatra kapcsolt rendszerre.A kép a Biblus jóvoltából.
2.Mi a szerepe a buszkondenzátornak?
2. ábra: Impulzus szélességmoduláció (PWM) egyfázisúinverter beállítása.Az IGBT kapcsolók az LC kimeneti szűrővel együtt a DC bemeneti jelet használható AC jellé alakítják.Ez indukálja akáros feszültség hullámzás a PV kivezetéseken.A buszA kondenzátor úgy van méretezve, hogy csökkentse ezt a hullámzást.
Az IGBT-k működése hullámfeszültséget vezet a PV tömb termináljára.Ez a hullámosság káros a PV rendszer működésére, mivel a kapcsokra adott névleges feszültséget az IV görbe maximális teljesítménypontján (MPP) kell tartani, hogy a legtöbb teljesítményt lehessen kinyerni.A PV kivezetéseken fellépő feszültség hullámzása megrázza a rendszerből kivont energiát, ami
alacsonyabb átlagos teljesítmény (3. ábra).A buszra egy kondenzátort adnak, hogy kisimítsa a feszültség hullámzását.
3. ábra: A PWM inverter séma által a napelemes kapcsokra bevezetett feszültség hullámzása eltolja az alkalmazott feszültséget a PV tömb maximális teljesítménypontjáról (MPP).Ez hullámzást okoz a tömb kimeneti teljesítményében, így az átlagos kimeneti teljesítmény alacsonyabb, mint a névleges MPP
A feszültség hullámzás amplitúdóját (csúcstól csúcsig) a kapcsolási frekvencia, a PV feszültség, a busz kapacitása és a szűrő induktivitása határozza meg az alábbiak szerint:
ahol:
A VPV a napelem DC feszültsége,
A Cbus a busz kondenzátorának kapacitása,
L a szűrőinduktorok induktivitása,
Az fPWM a kapcsolási frekvencia.
Az (1) egyenlet egy ideális kondenzátorra vonatkozik, amely megakadályozza a töltés átáramlását a kondenzátoron töltés közben, majd ellenállás nélkül kisüti az elektromos térben található energiát.A valóságban egyetlen kondenzátor sem ideális (4. ábra), hanem több elemből áll.Az ideális kapacitáson kívül a dielektrikum nem tökéletesen ellenálló, és egy kis szivárgóáram folyik az anódról a katódra egy véges söntellenállás (Rsh) mentén, megkerülve a dielektromos kapacitást (C).Amikor áram folyik a kondenzátoron, a csapok, a fóliák és a dielektrikum nem vezetnek tökéletesen, és a kapacitással egyenértékű soros ellenállás (ESR) van sorba kapcsolva.Végül a kondenzátor némi energiát tárol a mágneses térben, így egy ekvivalens soros induktivitás (ESL) van sorba kapcsolva a kapacitással és az ESR-rel.
4. ábra: Általános kondenzátor egyenértékű áramköre.A kondenzátor azsok nem ideális elemből áll, beleértve a dielektromos kapacitást (C), a dielektrikumon keresztüli, a kondenzátort megkerülő, nem végtelen sönt ellenállást, a soros ellenállást (ESR) és a soros induktivitást (ESL).
Még egy olyan egyszerűnek tűnő alkatrészben is, mint egy kondenzátor, több olyan elem is létezik, amelyek meghibásodhatnak vagy leépülhetnek.Ezen elemek mindegyike befolyásolhatja az inverter viselkedését, mind az AC, mind a DC oldalon.Annak meghatározására, hogy a nem ideális kondenzátorkomponensek leromlása milyen hatással van a PV kivezetésekre bevezetett feszültséghullámokra, egy PWM unipoláris H-híd invertert (2. ábra) szimuláltak a SPICE segítségével.A szűrőkondenzátorokat és az induktorokat 250 µF, illetve 20 mH értéken tartják.Az IGBT-k SPICE modelljei Petrie és munkatársai munkáiból származnak. Az IGBT-kapcsolókat vezérlő PWM-jelet egy komparátor, illetve egy invertáló komparátor áramkör határozza meg a felső és az alsó IGBT-kapcsolókhoz.A PWM vezérlők bemenete egy 9,5 V-os, 60 Hz-es szinuszos vivőhullám és egy 10 V-os, 10 kHz-es háromszöghullám.
- CRE megoldás
A CRE egy filmkondenzátorok gyártására specializálódott high-tech vállalkozás, amely a teljesítményelektronika alkalmazására összpontosít.
A CRE a filmkondenzátor sorozat kiforrott megoldását kínálja a PV inverterekhez, amelyek tartalmazzák az egyenáramú összeköttetést, az AC-szűrőt és a snubber-t.
Feladás időpontja: 2023. december 01