Инверторлар статикалық түрлендіргіштердің үлкен тобына жатады, олардың көпшілігі қазіргі кездегі көптеген түрлендіргіштерді қамтиды.'құрылғылары қабілетті«түрлендіру«жүктеме талаптарына сәйкес келетін шығыс сигналын алу үшін кірістегі электрлік параметрлер, мысалы, кернеу және жиілік.

Жалпы алғанда, инверторлар - тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіре алатын құрылғылар және өнеркәсіптік автоматтандыру қолданбаларында және электр жетектерінде кең таралған. Әртүрлі инвертор түрлерінің архитектурасы мен дизайны әрбір нақты қолданбаға байланысты өзгереді, тіпті олардың негізгі мақсаты бірдей болса да (тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіру).

1. Дербес және торға қосылған инверторлар

Фотоэлектрлік қолданбаларда қолданылатын инверторлар тарихи түрде екі негізгі санатқа бөлінеді:

:Жеке инверторлар

:Торға қосылған инверторлар

Жеке инверторлар фотоэлектрлік қондырғы негізгі энергия тарату желісіне қосылмаған жағдайларда қолданылады. Инвертор қосылған жүктемелерге электр энергиясын бере алады, негізгі электр параметрлерінің (кернеу және жиілік) тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Бұл оларды алдын ала анықталған шектерде ұстайды, уақытша шамадан тыс жүктеме жағдайларына төтеп бере алады. Бұл жағдайда инвертор тұрақты энергиямен қамтамасыз ету үшін батарея сақтау жүйесімен біріктірілген.

Екінші жағынан, торға қосылған инверторлар өздері қосылған электр желісімен синхрондала алады, себебі бұл жағдайда кернеу мен жиілік«таңылған«негізгі желі арқылы. Бұл инверторлар негізгі желі істен шыққан жағдайда, елеулі қауіп төндіруі мүмкін негізгі желінің кері қуат беруінің алдын алу үшін ажырата алуы керек.

1-сурет - Дербес жүйенің және торға қосылған жүйенің мысалы. Сурет Biblus сайтынан алынған.

2. Шина конденсаторының рөлі қандай?

Инвертордың мақсаты - тұрақты ток кернеуін айнымалы ток сигналына түрлендіру, осылайша жүктемеге (мысалы, электр желісіне) берілген жиілікте және кіші фазалық бұрышпен қуат енгізу (φ ≈0). Бір фазалы униполярлы импульстік-ендік модуляция (PWM) үшін жеңілдетілген схема суретте көрсетілген.2 (сол жалпы схеманы үш фазалы жүйеге де кеңейтуге болады). Бұл схемада, көз индуктивтілігі бар тұрақты ток кернеу көзі ретінде әрекет ететін фотоэлектрлік жүйе еркін жүретін диодтармен параллель орналасқан төрт IGBT қосқыштары арқылы айнымалы ток сигналына айналады. Бұл қосқыштар қақпада PWM сигналы арқылы басқарылады, ол әдетте тасымалдаушы толқынды (әдетте қажетті шығыс жиілігінің синус толқыны) және айтарлықтай жоғары жиіліктегі (әдетте 5-20 кГц жиіліктегі үшбұрышты толқын) тірек толқынын салыстыратын интегралдық схеманың шығысы болып табылады. IGBT шығысы LC сүзгілерінің әртүрлі топологияларын қолдану арқылы пайдалануға немесе торға енгізуге жарамды айнымалы ток сигналына айналады.

Бағасын алу

2-сурет: Импульстік ендік модуляциясы (PWM) бір фазалыинверторды орнату. IGBT коммутаторлары LC шығыс сүзгісімен бірге тұрақты ток кіріс сигналын пайдалануға болатын айнымалы ток сигналына айналдырады. Бұл индукциялайдыфотоэлектрлік терминалдардағы зиянды кернеу толқындары.конденсатор бұл толқынды азайту үшін өлшемделген.

IGBT-лердің жұмысы фотоэлектрлік массивтің терминалына толқындық кернеу енгізеді. Бұл толқын фотоэлектрлік жүйенің жұмысына зиянды, себебі терминалдарға қолданылатын номиналды кернеу ең көп қуат алу үшін IV қисығының максималды қуат нүктесінде (MPP) ұсталуы керек. Фотоэлектрлік терминалдардағы кернеу толқыны жүйеден алынған қуатты тербеліске ұшыратады, нәтижесінде

орташа қуат шығысы төмен (3-сурет). Кернеу толқынын тегістеу үшін шинаға конденсатор қосылады.

3-сурет: PWM инвертор схемасы арқылы фотоэлектрлік терминалдарға енгізілген кернеу толқыны фотоэлектрлік массивтің максималды қуат нүктесінен (MPP) қолданылатын кернеуді ығыстырады. Бұл массивтің шығыс қуатына толқын енгізеді, сондықтан орташа шығыс қуаты номиналды MPP-ден төмен болады.

Кернеу толқынының амплитудасы (шыңнан шыңына) коммутация жиілігімен, фотоэлектрлік кернеумен, шина сыйымдылығымен және сүзгі индуктивтілігімен анықталады:

қайда:

VPV - күн панелінің тұрақты ток кернеуі,

Cbus - шина конденсаторының сыйымдылығы,

L - сүзгі индукторларының индуктивтілігі,

fPWM - коммутация жиілігі.

(1) теңдеу зарядтау кезінде конденсатор арқылы зарядтың ағып кетуіне жол бермейтін және содан кейін электр өрісінде орналасқан энергияны кедергісіз шығаратын идеалды конденсаторға қолданылады. Шын мәнінде, ешқандай конденсатор идеалды емес (4-сурет), бірақ бірнеше элементтерден тұрады. Идеал сыйымдылықтан басқа, диэлектрик мінсіз кедергіге ие емес және аз ағып кету тогы анодтан катодқа диэлектрик сыйымдылықты (C) айналып өтіп, шекті шунт кедергісі (Rsh) бойымен ағады. Конденсатор арқылы ток ағып жатқанда, түйреуіштер, фольгалар және диэлектрик мінсіз өткізбейді және сыйымдылықпен тізбектей қосылған эквивалентті тізбектей кедергі (ЭТКК) болады. Соңында, конденсатор магнит өрісінде біраз энергия сақтайды, сондықтан сыйымдылық пен ЭТКК-мен тізбектей қосылған эквивалентті тізбектей индуктивтілік (ЭТК) бар.

4-сурет: Жалпы конденсатордың эквивалентті тізбегі. Конденсатор дегеніміздиэлектрлік сыйымдылық (C), конденсаторды айналып өтетін диэлектрик арқылы өтетін шексіз емес шунт кедергісі, тізбектей кедергі (ESR) және тізбектей индуктивтілік (ESL) сияқты көптеген идеал емес элементтерден тұрады.

Тіпті конденсатор сияқты қарапайым компоненттің өзінде де істен шығуы немесе тозуы мүмкін бірнеше элементтер бар. Бұл элементтердің әрқайсысы инвертордың жұмысына айнымалы және тұрақты ток жағында әсер етуі мүмкін. Идеал емес конденсатор компоненттерінің тозуының фотоэлектрлік терминалдар арқылы енгізілген кернеу толқынына әсерін анықтау үшін SPICE көмегімен PWM бірполярлы H-көпір инверторы (2-сурет) модельденді. Сүзгі конденсаторлары мен индукторлары сәйкесінше 250 мкФ және 20 мГц температурада ұсталады. IGBT үшін SPICE модельдері Петри және т.б. жұмыстарынан алынған. IGBT қосқыштарын басқаратын PWM сигналы сәйкесінше жоғары және төмен жақ IGBT қосқыштары үшін компаратор және инвертор компаратор тізбегімен анықталады. PWM басқару элементтерінің кірісі - 9,5 В, 60 Гц синусоиды тасымалдаушы толқын және 10 В, 10 кГц үшбұрышты толқын.

CRE шешімі

CRE - қуатты электрониканы қолдануға бағытталған пленкалы конденсаторлар өндірісіне маманданған жоғары технологиялық кәсіпорын.

CRE компаниясы тұрақты ток инверторына арналған пленкалы конденсатор сериясының жетілген шешімін ұсынады, оған тұрақты ток байланысы, айнымалы ток сүзгісі және снуббер кіреді.