ინვერტორები მიეკუთვნება სტატიკური გადამყვანების დიდ ჯგუფს, რომელიც მოიცავს ბევრ დღეს'ს მოწყობილობებს შეუძლიათ"გარდაქმნის”შეყვანის ელექტრული პარამეტრები, როგორიცაა ძაბვა და სიხშირე, რათა გამოვიდეს გამომავალი, რომელიც თავსებადია დატვირთვის მოთხოვნებთან.

ზოგადად რომ ვთქვათ, ინვერტორები არის მოწყობილობები, რომლებსაც შეუძლიათ პირდაპირი დენის გარდაქმნა ალტერნატიულ დენად და საკმაოდ გავრცელებულია სამრეწველო ავტომატიზაციის აპლიკაციებში და ელექტრო დისკებში.სხვადასხვა ტიპის ინვერტორების არქიტექტურა და დიზაინი იცვლება თითოეული კონკრეტული აპლიკაციის მიხედვით, მაშინაც კი, თუ მათი ძირითადი დანიშნულების ბირთვი იგივეა (DC to AC კონვერტაცია).

1. დამოუკიდებელი და ქსელთან დაკავშირებული ინვერტორები

ინვერტორები, რომლებიც გამოიყენება ფოტოელექტრო პროგრამებში, ისტორიულად იყოფა ორ მთავარ კატეგორიად:

:დამოუკიდებელი ინვერტორები

:ქსელთან დაკავშირებული ინვერტორები

დამოუკიდებელი ინვერტორები განკუთვნილია იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც PV სადგური არ არის დაკავშირებული ენერგიის ძირითად განაწილების ქსელთან.ინვერტორს შეუძლია ელექტროენერგიის მიწოდება დაკავშირებულ დატვირთვებზე, რაც უზრუნველყოფს ძირითადი ელექტრული პარამეტრების (ძაბვა და სიხშირე) სტაბილურობას.ეს ინარჩუნებს მათ წინასწარ განსაზღვრულ საზღვრებში, შეუძლია გაუძლოს დროებით გადატვირთულ სიტუაციებს.ამ სიტუაციაში, ინვერტორს უკავშირდება ბატარეის შენახვის სისტემა, რათა უზრუნველყოს თანმიმდევრული ენერგიის მიწოდება.

მეორეს მხრივ, ქსელთან დაკავშირებულ ინვერტორებს შეუძლიათ სინქრონიზაცია ელექტრულ ქსელთან, რომელზეც ისინი არიან დაკავშირებული, რადგან ამ შემთხვევაში ძაბვა და სიხშირე არის"დაწესებული”მთავარი ბადით.ამ ინვერტორებს უნდა შეეძლოთ გათიშვა, თუ მთავარი ქსელი მარცხდება, რათა თავიდან იქნას აცილებული ძირითადი ქსელის შესაძლო უკუ მიწოდება, რაც შეიძლება წარმოადგენდეს სერიოზულ საფრთხეს.

სურათი 1 - დამოუკიდებელი სისტემისა და ქსელთან დაკავშირებული სისტემის მაგალითი.სურათი ბიბლუსის მიერ.

2.რა არის ავტობუსის კონდენსატორის როლი

ინვერტორის დანიშნულებაა მუდმივი ტალღის ფორმის ძაბვის გარდაქმნა AC სიგნალად, რათა ჩაატაროს სიმძლავრე დატვირთვაში (მაგ. ელექტრო ქსელში) მოცემულ სიხშირეზე და მცირე ფაზის კუთხით.φ ≈0).გამარტივებული წრე ერთფაზიანი უნიპოლარული პულსი-სიგანის მოდულაციისთვის (PWM) ნაჩვენებია სურათზე2 (იგივე ზოგადი სქემა შეიძლება გავრცელდეს სამფაზიან სისტემაზე).ამ სქემაში, PV სისტემა, რომელიც მოქმედებს როგორც მუდმივი ძაბვის წყარო გარკვეული წყაროს ინდუქციით, ფორმირდება AC სიგნალად ოთხი IGBT გადამრთველის მეშვეობით თავისუფალი ბორბლიანი დიოდების პარალელურად.ეს გადამრთველები კონტროლდება კარიბჭეში PWM სიგნალის საშუალებით, რომელიც, როგორც წესი, არის IC-ის გამომავალი, რომელიც ადარებს გადამზიდავ ტალღას (ჩვეულებრივ, სასურველი გამომავალი სიხშირის სინუსურ ტალღას) და საცნობარო ტალღას მნიშვნელოვნად მაღალ სიხშირეზე (ჩვეულებრივ სამკუთხედის ტალღას). 5-20 kHz-ზე).IGBT-ების გამომავალი ფორმირდება AC სიგნალად, რომელიც შესაფერისია გამოსაყენებლად ან ქსელის ინექციისთვის, LC ფილტრების სხვადასხვა ტოპოლოგიის გამოყენებით.

მიიღეთ შეთავაზება

სურათი 2: პულსირებული სიგანის მოდულაცია (PWM) ერთფაზიანიინვერტორის დაყენება.IGBT კონცენტრატორები, LC გამომავალი ფილტრთან ერთად, აყალიბებენ DC შეყვანის სიგნალს გამოსაყენებელ AC სიგნალად.ეს იწვევს ამავნე ძაბვის ტალღა PV ტერმინალებზე.ავტობუსიკონდენსატორის ზომაა ამ ტალღის შესამცირებლად.

IGBT-ების მუშაობა შემოაქვს ტალღოვანი ძაბვის PV მასივის ტერმინალზე.ეს ტალღა საზიანოა PV სისტემის ფუნქციონირებისთვის, რადგან ტერმინალებზე გამოყენებული ნომინალური ძაბვა უნდა იყოს დაცული IV მრუდის მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილზე (MPP) მაქსიმალური სიმძლავრის მისაღებად.ძაბვის ტალღები PV ტერმინალებზე რხევებს სისტემიდან მოპოვებულ სიმძლავრეს, რის შედეგადაც

დაბალი საშუალო სიმძლავრე (სურათი 3).ავტობუსს ემატება კონდენსატორი ძაბვის ტალღის აღმოსაფხვრელად.

ნახაზი 3: ძაბვის ტალღა, რომელიც შედის PV ტერმინალებზე PWM ინვერტორული სქემით, ცვლის დაყენებულ ძაბვას PV მასივის მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილიდან (MPP).ეს იწვევს მასივის სიმძლავრის სიმძლავრეს ისე, რომ საშუალო გამომავალი სიმძლავრე დაბალია ნომინალურ MPP-ზე

ძაბვის ტალღის ამპლიტუდა (პიკიდან პიკამდე) განისაზღვრება გადართვის სიხშირით, PV ძაბვით, ავტობუსის ტევადობით და ფილტრის ინდუქციით:

სადაც:

VPV არის მზის პანელი DC ძაბვა,

Cbus არის ავტობუსის კონდენსატორის ტევადობა,

L არის ფილტრის ინდუქტორების ინდუქციურობა,

fPWM არის გადართვის სიხშირე.

განტოლება (1) ვრცელდება იდეალურ კონდენსატორზე, რომელიც ხელს უშლის მუხტის გადინებას კონდენსატორში დამუხტვის დროს და შემდეგ ათავისუფლებს ელექტრულ ველში მდებარე ენერგიას წინააღმდეგობის გარეშე.სინამდვილეში, არცერთი კონდენსატორი არ არის იდეალური (სურათი 4), მაგრამ შედგება მრავალი ელემენტისგან.იდეალური ტევადობის გარდა, დიელექტრიკი არ არის სრულყოფილად რეზისტენტული და მცირე გაჟონვის დენი მიედინება ანოდიდან კათოდში სასრული შუნტის წინააღმდეგობის გასწვრივ (Rsh), გვერდის ავლით დიელექტრიკულ ტევადობას (C).როდესაც კონდენსატორის მეშვეობით დენი მიედინება, ქინძისთავები, ფოლგები და დიელექტრიკი არ არის იდეალურად გამტარი და არის ექვივალენტური სერიული წინააღმდეგობა (ESR) ტევადობის სერიაში.დაბოლოს, კონდენსატორი ინახავს გარკვეულ ენერგიას მაგნიტურ ველში, ამიტომ არის ეკვივალენტური სერიის ინდუქციურობა (ESL) ტევადობისა და ESR-ის სერიაში.

სურათი 4: ზოგადი კონდენსატორის ეკვივალენტური წრე.კონდენსატორი არისშედგება მრავალი არაიდეალური ელემენტისგან, მათ შორის დიელექტრიკული ტევადობა (C), უსასრულო შუნტის წინააღმდეგობა დიელექტრიკის მეშვეობით, რომელიც გვერდს უვლის კონდენსატორს, სერიის წინააღმდეგობას (ESR) და სერიის ინდუქციურობას (ESL).

ერთი შეხედვით მარტივ კომპონენტშიც კი, როგორც კონდენსატორი, არსებობს მრავალი ელემენტი, რომლებიც შეიძლება ჩავარდეს ან დაქვეითდეს.თითოეულ ამ ელემენტს შეუძლია გავლენა მოახდინოს ინვერტორის ქცევაზე, როგორც AC, ასევე DC მხარეს.იმისათვის, რომ განისაზღვროს არაიდეალური კონდენსატორის კომპონენტების დეგრადაციის ეფექტი ძაბვის ტალღაზე, რომელიც შეყვანილია PV ტერმინალებზე, PWM ერთპოლარული H-ხიდის ინვერტორი (სურათი 2) სიმულირებული იყო SPICE-ის გამოყენებით.ფილტრის კონდენსატორები და ინდუქტორები ინახება 250µF და 20mH, შესაბამისად.SPICE მოდელები IGBT-ებისთვის მიღებულია Petrie et al-ის ნამუშევრებიდან. PWM სიგნალი, რომელიც აკონტროლებს IGBT გადამრთველებს, განისაზღვრება შედარებითი და ინვერსიული შედარებითი სქემით მაღალი და დაბალი მხარის IGBT კონცენტრატორებისთვის, შესაბამისად.PWM კონტროლის შეყვანა არის 9.5V, 60Hz სინუსური გადამზიდავი ტალღა და 10V, 10kHz სამკუთხა ტალღა.