Инверторлар статикалық түрлендіргіштердің үлкен тобына жатады, олардың көпшілігі бүгінгі күнді қамтиды'құрылғылар жасай алады«түрлендіру»жүктеме талаптарына сәйкес келетін шығыс шығару үшін кернеу мен жиілік сияқты кірістегі электрлік параметрлер.

Жалпы айтқанда, инверторлар тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіруге қабілетті құрылғылар болып табылады және өнеркәсіптік автоматтандыру қолданбаларында және электр жетектерінде жиі кездеседі.Түрлі түрлендіргіш түрлерінің архитектурасы мен дизайны әрбір нақты қолданбаға сәйкес өзгереді, тіпті олардың негізгі мақсаты бірдей болса да (тұрақты токтан айнымалы токқа түрлендіру).

1. Дербес және желіге қосылған инверторлар

Фотоэлектрлік қолданбаларда қолданылатын инверторлар тарихи түрде екі негізгі санатқа бөлінеді:

:Дербес инверторлар

:Торға қосылған инверторлар

Дербес инверторлар PV қондырғысы негізгі энергия тарату желісіне қосылмаған қолданбаларға арналған.Инвертор негізгі электрлік параметрлердің (кернеу және жиілік) тұрақтылығын қамтамасыз ете отырып, қосылған жүктемелерге электр энергиясын беруге қабілетті.Бұл оларды уақытша шамадан тыс жүктеме жағдайларына төтеп бере алатын алдын ала анықталған шектерде сақтайды.Бұл жағдайда инвертор тұрақты қуатпен қамтамасыз ету үшін аккумуляторды сақтау жүйесімен біріктірілген.

Торға қосылған инверторлар, керісінше, олар қосылған электр желісімен синхрондауға қабілетті, өйткені бұл жағдайда кернеу мен жиілік«жүктелген»негізгі тор арқылы.Бұл инверторлар маңызды қауіп тудыруы мүмкін негізгі тордың кез келген ықтимал кері қоректенуін болдырмау үшін негізгі желі істен шыққан жағдайда ажыратуға қабілетті болуы керек.

1-сурет - Оқшау жүйе және Торға қосылған жүйе мысалы.Сурет Библустың рұқсатымен.

2. Шина конденсаторының рөлі қандай

Инвертордың мақсаты берілген жиілікте және шағын фазалық бұрышпен (мысалы, электр желісіне) жүктемеге қуатты енгізу үшін тұрақты токтың толқын түріндегі кернеуін айнымалы ток сигналына түрлендіру болып табылады.φ ≈0).Бір фазалы бірполярлы импульстік-ені модуляциясы (PWM) үшін жеңілдетілген схема суретте көрсетілген.2 (сол жалпы схеманы үш фазалы жүйеге дейін кеңейтуге болады).Бұл схемада кейбір көз индуктивтілігі бар тұрақты кернеу көзі ретінде әрекет ететін PV жүйесі еркін айналмалы диодтармен параллель төрт IGBT қосқышы арқылы айнымалы ток сигналына пішінделген.Бұл қосқыштар PWM сигналы арқылы қақпада басқарылады, ол әдетте тасымалдаушы толқынды (әдетте қажетті шығыс жиілігінің синустық толқыны) және айтарлықтай жоғары жиіліктегі анықтамалық толқынды (әдетте үшбұрышты толқын) салыстыратын IC шығысы болып табылады. 5-20 кГц).IGBT шығысы LC сүзгілерінің әртүрлі топологияларын қолдану арқылы пайдалануға немесе торды инъекцияға жарамды айнымалы ток сигналына айналдырылады.

Баға алу

2-сурет: Импульстік ені модуляциясы (PWM) бір фазалыинверторды орнату.IGBT қосқыштары LC шығыс сүзгісімен бірге тұрақты ток кіріс сигналын қолдануға болатын айнымалы ток сигналына айналдырады.Бұл аPV терминалдарындағы зиянды кернеу толқыны.АвтобусБұл толқынды азайту үшін конденсатордың өлшемі бар.

IGBT жұмысы PV массивінің терминалына толқындық кернеуді енгізеді.Бұл толқын PV жүйесінің жұмысына зиянды, өйткені терминалдарға қолданылатын номиналды кернеу ең көп қуатты алу үшін IV қисығының максималды қуат нүктесінде (MPP) сақталуы керек.PV терминалдарындағы кернеу толқыны жүйеден алынатын қуатты тербеліске әкеледі, нәтижесінде

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

3-сурет: PWM инвертор схемасы арқылы PV терминалдарына енгізілген кернеу толқыны қолданылатын кернеуді PV массивінің максималды қуат нүктесінен (MPP) жылжытады.Бұл орташа шығыс қуаты номиналды MPP мәнінен төмен болатындай массивтің қуат шығысында толқынды енгізеді.

Кернеу толқынының амплитудасы (төбеден шыңға дейін) коммутация жиілігімен, PV кернеуімен, шинаның сыйымдылығымен және сүзгі индуктивтілігімен анықталады:

қайда:

VPV - күн панелінің тұрақты кернеуі,

Cbus - шинаның конденсаторының сыйымдылығы,

L - сүзгі индукторларының индуктивтілігі,

fPWM – ауысу жиілігі.

(1) теңдеу зарядтау кезінде зарядтың конденсатор арқылы өтуіне жол бермейтін, содан кейін электр өрісінде орналасқан энергияны кедергісіз разрядтайтын идеалды конденсаторға қатысты.Шындығында ешбір конденсатор идеалды емес (4-сурет), бірақ бірнеше элементтерден тұрады.Идеал сыйымдылықтан басқа, диэлектрик мінсіз резистивті емес және аз ағып кету тогы диэлектрик сыйымдылығын (С) айналып өтіп, анодтан катодқа шекті шунттік кедергі (Rsh) бойымен ағады.Конденсатор арқылы ток өтіп жатқанда, түйреуіштер, фольгалар және диэлектрик мінсіз өткізбейді және сыйымдылықпен қатарда эквивалентті сериялық кедергі (ESR) бар.Соңында, конденсатор магнит өрісінде біраз энергияны сақтайды, сондықтан сыйымдылық пен ESR сериясымен эквивалентті сериялық индуктивтілік (ESL) бар.

4-сурет: Жалпы конденсатордың эквивалентті тізбегі.Конденсатор дегенімізкөптеген идеалды емес элементтерден тұрады, соның ішінде диэлектрлік сыйымдылық (С), конденсаторды айналып өтетін диэлектрик арқылы шексіз емес шунтқа қарсы кедергі, сериялық кедергі (ESR) және сериялық индуктивтілік (ESL).

Тіпті конденсатор сияқты қарапайым болып көрінетін құрамдас бөлікте істен шығуы немесе нашарлауы мүмкін бірнеше элементтер бар.Осы элементтердің әрқайсысы айнымалы ток және тұрақты ток жағынан түрлендіргіштің әрекетіне әсер етуі мүмкін.Идеал емес конденсатор компоненттерінің деградациясының PV терминалдары арқылы енгізілген кернеу толқынына әсерін анықтау үшін SPICE көмегімен PWM бірполярлы H-көпір түрлендіргіші (2-сурет) модельденді.Сүзгі конденсаторлары мен индукторлары сәйкесінше 250μF және 20mH температурада ұсталады.IGBT үшін SPICE үлгілері Petrie және т.б. жұмысынан алынған. IGBT қосқыштарын басқаратын PWM сигналы сәйкесінше жоғары және төмен IGBT қосқыштары үшін компаратор және инвертивті компаратор тізбегі арқылы анықталады.PWM басқару элементтері үшін кіріс 9,5 В, 60 Гц синусомостық толқын және 10 В, 10 кГц үшбұрышты толқын болып табылады.