ინვერტორები მიეკუთვნებიან სტატიკური გადამყვანების დიდ ჯგუფს, რომელიც მოიცავს დღევანდელი მრავალი გადამყვანის.'s მოწყობილობებს შეუძლიათ„კონვერტაცია„შეყვანის ელექტრული პარამეტრები, როგორიცაა ძაბვა და სიხშირე, რათა მივიღოთ გამომავალი სიგნალი, რომელიც თავსებადია დატვირთვის მოთხოვნებთან.

ზოგადად, ინვერტორები წარმოადგენენ მოწყობილობებს, რომლებსაც შეუძლიათ მუდმივი დენის ცვლად დენად გარდაქმნა და საკმაოდ გავრცელებულია სამრეწველო ავტომატიზაციისა და ელექტროძრავების აპლიკაციებში. სხვადასხვა ტიპის ინვერტორების არქიტექტურა და დიზაინი იცვლება თითოეული კონკრეტული გამოყენების მიხედვით, მაშინაც კი, თუ მათი ძირითადი დანიშნულება იგივეა (DC-დან AC-მდე გარდაქმნა).

1. ავტონომიური და ქსელთან დაკავშირებული ინვერტორები

ფოტოელექტრული სისტემების გამოყენებაში გამოყენებული ინვერტორები ისტორიულად ორ ძირითად კატეგორიად იყოფა:

:ავტონომიური ინვერტორები

:ქსელთან დაკავშირებული ინვერტორები

ავტონომიური ინვერტორები განკუთვნილია იმ შემთხვევებისთვის, როდესაც ფოტოელექტრული ელექტროსადგური არ არის დაკავშირებული მთავარ ენერგოგამანაწილებელ ქსელთან. ინვერტორს შეუძლია ელექტროენერგიის მიწოდება დაკავშირებული დატვირთვებისთვის, რაც უზრუნველყოფს ძირითადი ელექტრული პარამეტრების (ძაბვა და სიხშირე) სტაბილურობას. ეს ინარჩუნებს მათ წინასწარ განსაზღვრულ ფარგლებში და შეუძლია გაუძლოს დროებით გადატვირთვის სიტუაციებს. ამ სიტუაციაში, ინვერტორი დაკავშირებულია ბატარეის დაგროვების სისტემასთან, რათა უზრუნველყოს ენერგიის მუდმივი მიწოდება.

ქსელთან დაკავშირებულ ინვერტორებს, მეორე მხრივ, შეუძლიათ სინქრონიზაცია იმ ელექტრო ქსელთან, რომელთანაც ისინი დაკავშირებულია, რადგან ამ შემთხვევაში ძაბვა და სიხშირე„დაწესებული„მთავარი ქსელის მიერ. ამ ინვერტორებს უნდა შეეძლოთ გათიშვა მთავარი ქსელის გათიშვის შემთხვევაში, რათა თავიდან იქნას აცილებული მთავარი ქსელის შესაძლო უკუმომარაგება, რამაც შეიძლება სერიოზული საფრთხე წარმოადგინოს.

სურათი 1 - დამოუკიდებელი და ქსელთან დაკავშირებული სისტემის მაგალითი. სურათი Biblus-ის თავაზიანობით.

2. რა არის ავტობუსის კონდენსატორის როლი?

ინვერტორის დანიშნულებაა მუდმივი დენის ტალღის ფორმის ძაბვის გარდაქმნა ცვლად დენის სიგნალად, რათა დატვირთვაში (მაგ., ელექტრო ქსელში) მოცემული სიხშირით და მცირე ფაზური კუთხით (φ ≈0). ერთფაზიანი უნიპოლარული პულსის სიგანის მოდულაციის (PWM) გამარტივებული სქემა ნაჩვენებია ნახაზზე.2 (იგივე ზოგადი სქემა შეიძლება გავრცელდეს სამფაზიან სისტემაზე). ამ სქემაში, ფოტოელექტრული სისტემა, რომელიც მოქმედებს როგორც მუდმივი დენის ძაბვის წყარო გარკვეული წყაროს ინდუქციურობით, ყალიბდება ცვლადი დენის სიგნალად ოთხი IGBT გადამრთველის მეშვეობით, რომლებიც პარალელურად მუშაობენ თავისუფალი დიოდებით. ეს გადამრთველები კონტროლდება კარიბჭეზე PWM სიგნალის საშუალებით, რომელიც, როგორც წესი, წარმოადგენს ინტეგრირებული სქემის გამომავალს, რომელიც ადარებს გადამტან ტალღას (ჩვეულებრივ, სასურველი გამომავალი სიხშირის სინუსოიდურ ტალღას) და მნიშვნელოვნად მაღალი სიხშირის საცნობარო ტალღას (ჩვეულებრივ, სამკუთხა ტალღას 5-20 კჰც-ზე). IGBT-ების გამომავალი ყალიბდება ცვლადი დენის სიგნალად, რომელიც შესაფერისია გამოსაყენებლად ან ქსელის ინექციისთვის LC ფილტრების სხვადასხვა ტოპოლოგიის გამოყენებით.

მიიღეთ შეთავაზება

სურათი 2: პულსირებული სიგანის მოდულაცია (PWM) ერთფაზიანიინვერტორის დაყენება. IGBT გადამრთველები, LC გამომავალ ფილტრთან ერთად, DC შემავალ სიგნალს გამოსაყენებელ AC სიგნალად აყალიბებს. ეს იწვევსმავნე ძაბვის ტალღური ტალღები ფოტოელექტრული ტერმინალების გასწვრივ. ავტობუსიკონდენსატორის ზომა ისეა დაპროექტებული, რომ ეს ტალღა შემცირდეს.

IGBT-ების მუშაობა ფოტოელექტრული მასივის ტერმინალზე ტალღურ ძაბვას შემოაქვს. ეს ტალღური ძაბვა ფოტოელექტრული სისტემის მუშაობისთვის საზიანოა, რადგან მაქსიმალური სიმძლავრის მისაღებად ტერმინალებზე მიწოდებული ნომინალური ძაბვა IV მრუდის მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილში (MPP) უნდა შენარჩუნდეს. ფოტოელექტრული ტერმინალებზე ძაბვის ტალღური ძაბვა სისტემიდან გამოყვანილ სიმძლავრეს რხევას გამოიწვევს, რაც

საშუალო სიმძლავრის დაბალი მაჩვენებელი (სურათი 3). ძაბვის ტალღის შესარბილებლად, ავტობუსზე დამატებულია კონდენსატორი.

სურათი 3: PWM ინვერტორული სქემით ფოტოელექტრული ტერმინალებზე შემოტანილი ძაბვის ტალღა გადააქვს გამოყენებული ძაბვის სიმძლავრე ფოტოელექტრული მასივის მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილიდან (MPP) გადახრით. ეს იწვევს მასივის გამომავალ სიმძლავრეში ტალღას ისე, რომ საშუალო გამომავალი სიმძლავრე ნომინალურ MPP-ზე დაბალი იყოს.

ძაბვის ტალღის ამპლიტუდა (პიკიდან პიკამდე) განისაზღვრება გადართვის სიხშირით, ფოტოელექტრული ძაბვით, ავტობუსის ტევადობით და ფილტრის ინდუქციურობით შემდეგი ფორმულის მიხედვით:

სადაც:

VPV არის მზის პანელის მუდმივი ძაბვა,

Cbus არის ავტობუსის კონდენსატორის ტევადობა,

L არის ფილტრის ინდუქტორების ინდუქციურობა,

fPWM არის გადართვის სიხშირე.

განტოლება (1) ეხება იდეალურ კონდენსატორს, რომელიც დატენვის დროს ხელს უშლის მუხტის კონდენსატორში გავლას და შემდეგ განმუხტავს ელექტრულ ველში არსებულ ენერგიას წინაღობის გარეშე. სინამდვილეში, არცერთი კონდენსატორი არ არის იდეალური (სურათი 4), არამედ შედგება მრავალი ელემენტისგან. იდეალური ტევადობის გარდა, დიელექტრიკი არ არის იდეალურად წინაღობის მქონე და მცირე გაჟონვის დენი მიედინება ანოდიდან კათოდში სასრული შუნტის წინაღობის (Rsh) გასწვრივ, დიელექტრიკული ტევადობის (C) გვერდის ავლით. როდესაც დენი გადის კონდენსატორში, ქინძისთავები, ფოლგები და დიელექტრიკი არ არის იდეალურად გამტარი და ტევადობასთან მიმდევრობით არის ეკვივალენტური სერიული წინააღმდეგობა (ESR). და ბოლოს, კონდენსატორი ინახავს გარკვეულ ენერგიას მაგნიტურ ველში, ამიტომ ტევადობასთან და ESR-თან მიმდევრობით არის ეკვივალენტური სერიული ინდუქციურობა (ESL).

სურათი 4: ზოგადი კონდენსატორის ეკვივალენტური სქემა. კონდენსატორი არისშედგება მრავალი არაიდეალური ელემენტისგან, მათ შორის დიელექტრული ტევადობისგან (C), დიელექტრიკის გავლით არაუსასრულო შუნტირების წინაღობისგან, რომელიც გვერდს უვლის კონდენსატორს, სერიული წინაღობისგან (ESR) და სერიული ინდუქციურობისგან (ESL).

კონდენსატორის მსგავსი ერთი შეხედვით მარტივი კომპონენტის შემთხვევაშიც კი, არსებობს მრავალი ელემენტი, რომელსაც შეუძლია გაუმართაობა ან დეგრადაცია. თითოეულ ამ ელემენტს შეუძლია გავლენა მოახდინოს ინვერტორის ქცევაზე, როგორც ცვლადი, ასევე მუდმივი დენის მხარეს. არაიდეალური კონდენსატორის კომპონენტების დეგრადაციის ეფექტის დასადგენად ფოტოელექტრული ტერმინალების მეშვეობით შემოტანილ ძაბვის ტალღაზე, SPICE-ის გამოყენებით სიმულირებული იქნა PWM უნიპოლარული H-ხიდის ინვერტორი (სურათი 2). ფილტრის კონდენსატორები და ინდუქტორები შენარჩუნებულია შესაბამისად 250µF და 20mH-ზე. IGBT-ებისთვის SPICE მოდელები მიღებულია პეტრის და სხვების ნაშრომებიდან. PWM სიგნალი, რომელიც აკონტროლებს IGBT გადამრთველებს, განისაზღვრება შედარებითი და ინვერტორული შედარებითი სქემით მაღალი და დაბალი მხარის IGBT გადამრთველებისთვის, შესაბამისად. PWM კონტროლის შეყვანა არის 9.5V, 60Hz სინუსოიდური გადამტანი ტალღა და 10V, 10kHz სამკუთხა ტალღა.