Den Zweck vun engem Inverter ass eng DC-Welleformspannung an en AC-Signal ze transforméieren fir Kraaft an eng Laascht (zB d'Kraaftnetz) mat enger bestëmmter Frequenz a mat engem klenge Phasewinkel (z.φ ≈0).E vereinfachte Circuit fir eng eenzeg Phas unipolare Pulse-Width Modulation (PWM) gëtt an der Figur gewisen2 (déi selwecht allgemeng Schema kann op eng dräi Phase System verlängert ginn).An dësem Schema ass e PV System, deen als DC Spannungsquell mat e puer Quellinduktanzen handelt, an en AC Signal geformt duerch véier IGBT Schalter parallel mat Freewheeling Dioden.Dës Schalter ginn um Paart duerch e PWM Signal kontrolléiert, wat typesch den Ausgang vun engem IC ass, deen eng Carrierwelle vergläicht (normalerweis eng Sinuswelle vun der gewënschter Ausgangsfrequenz) an eng Referenzwelle bei enger wesentlech méi héijer Frequenz (typesch eng Dräieckwelle) bei 5-20 kHz).D'Ausgab vun den IGBTs ass an en AC Signal geformt, gëeegent fir d'Benotzung oder d'Gitterinjektioun duerch d'Applikatioun vu verschiddenen Topologien vun LC Filteren.
Inverters gehéieren zu enger grousser Grupp vu statesche Konverter, déi vill vun haut enthalen's Apparater kënnen"ëmsetzen"elektresch Parameteren am Input, wéi Spannung a Frequenz, fir en Ausgang ze produzéieren deen mat den Ufuerderunge vun der Laascht kompatibel ass.
Allgemeng sinn Inverter d'Apparater déi fäeg sinn Direktstroum an Ofwiesselungsstroum ëmzewandelen a si zimmlech heefeg an industriellen Automatiséierungsapplikatiounen an elektresche Fuerwen.D'Architektur an den Design vu verschiddenen Invertertypen ännert sech no all spezifeschen Uwendung, och wann de Kär vun hirem Haaptzweck d'selwecht ass (DC zu AC Konversioun).
1.Standalone a Grid-Connected Inverters
Inverter, déi a Photovoltaikapplikatiounen benotzt ginn, ginn historesch an zwou Haaptkategorien opgedeelt:
:Standalone Inverter
:Grid-verbonne inverters
Standalone Inverter si fir d'Applikatiounen wou d'PV-Planz net mam Haaptenergieverdeelungsnetz verbonnen ass.Den Inverter ass fäeg elektresch Energie un déi verbonne Lasten ze liwweren, fir d'Stabilitéit vun den elektresche Haaptparameter (Spannung a Frequenz) ze garantéieren.Dëst hält se bannent virdefinéierte Grenzen, fäeg temporär Iwwerlaaschtungssituatiounen ze widderstoen.An dëser Situatioun ass den Inverter mat engem Batteriespäichersystem gekoppelt fir eng konsequent Energieversuergung ze garantéieren.
Netverbonne Inverter, op der anerer Säit, si fäeg mat dem elektresche Gitter ze synchroniséieren, mat deem se verbonne sinn, well an dësem Fall Spannung an Frequenz sinn"opgezwong"vum Haaptgitter.Dës Inverter musse fäeg sinn ze trennen wann d'Haaptgitter fällt, fir all méiglech ëmgedréint Versuergung vum Haaptnetz ze vermeiden, wat eng sérieux Gefor duerstellt.
- Figur 1 - Beispill vun Standalone System an Grid-verbonne System.Bild Ugedriwwe vun Biblus.
2.Wat ass d'Roll vum Bus Kondensator
Figur 2: Pulséiert Breet Modulatioun (PWM) Single-PhaseInverter Setup.D'IGBT Schalter, zesumme mam LC Output Filter, formen den DC Input Signal an e benotzbar AC Signal.Dëst inducéiert aschiedlech Spannungsripple iwwer d'PV Klemmen.De BusKondensator ass Gréisst fir dës Ripple ze reduzéieren.
D'Operatioun vun den IGBTs féiert eng Rippspannung op den Terminal vum PV-Array vir.Dëse Ripple ass schiedlech fir d'Operatioun vum PV-System, well d'Nominalspannung, déi op d'Klemmen applizéiert gëtt, sollt um Max Power Point (MPP) vun der IV Curve gehale ginn fir déi meescht Kraaft ze extrahieren.E Spannungsripple op de PV Klemmen oszilléiert d'Kraaft aus dem System extrahéiert, wat zu
eng méi niddreg Moyenne Muecht Wasserstoff (Figur 3).E Kondensator gëtt op de Bus bäigefüügt fir d'Spannungsrippel auszegläichen.
Figure 3: E Spannungsripple, deen op d'PV Klemmen duerch de PWM Inverter Schema agefouert gëtt, verännert déi ugewandt Spannung vum Max Power Point (MPP) vum PV Array.Dëst féiert e Ripple am Kraaftoutput vun der Array vir, sou datt déi duerchschnëttlech Ausgangskraaft méi niddereg ass wéi den nominalen MPP
D'Amplitude (Peak zu Peak) vun der Spannungsripple gëtt duerch d'Schaltfrequenz, d'PV Spannung, d'Buskapazitanz, an d'Filterinduktioun festgeluegt no:
wou:
VPV ass d'Solarpanel DC Spannung,
Cbus ass d'Kapazitéit vum Buskondensator,
L ass d'Induktioun vun de Filterinduktoren,
fPWM ass d'Schaltfrequenz.
D'Equatioun (1) gëlt fir en ideale Kondensator, dee verhënnert datt d'Laascht duerch de Kondensator während der Ladung fléisst an dann d'Energie entlaascht, déi am elektresche Feld ouni Resistenz läit.A Wierklechkeet ass kee Kondensator ideal (Figur 4) awer besteet aus verschiddenen Elementer.Zousätzlech zu der idealer Kapazitéit ass d'Dielektrik net perfekt resistiv an e klenge Leckstroum fléisst vun der Anode op d'Kathode laanscht eng endlech Shuntresistenz (Rsh), déi dielektresch Kapazitéit (C) ëmgeet.Wann de Stroum duerch de Kondensator fléisst, sinn d'Pins, Folie an Dielektrik net perfekt leeden an et gëtt eng gläichwäerteg Serieresistenz (ESR) a Serie mat der Kapazitéit.Schlussendlech späichert de Kondensator e bësse Energie am Magnéitfeld, sou datt et eng gläichwäerteg Serieinduktioun (ESL) a Serie mat der Kapazitéit an der ESR gëtt.
Figur 4: Equivalent Circuit vun engem generesche capacitor.A capacitor assbesteet aus villen net-ideal Elementer, dorënner dielektresch Kapazitéit (C), eng net onendlech Shuntresistenz duerch d'Dielektrik, déi de Kondensator ëmgeet, Serieresistenz (ESR) a Serieinduktanzen (ESL).
Och an engem Komponent esou scheinbar einfach wéi e Kondensator, ginn et verschidde Elementer déi versoen oder degradéiere kënnen.All eenzel vun dësen Elementer kënnen d'Behuele vum Inverter beaflossen, souwuel op der AC an DC Säiten.Fir d'Effektdegradatioun vun net-idealen Kondensatorkomponenten op der Spannungsripple ze bestëmmen, déi iwwer d'PV Klemmen agefouert gouf, gouf e PWM unipolare H-Bréck Inverter (Figur 2) mat SPICE simuléiert.D'Filterkondensatoren an d'Induktoren ginn op 250µF respektiv 20mH gehal.D'SPICE Modeller fir d'IGBTs sinn ofgeleet vun der Aarbecht vu Petrie et al.De PWM Signal, deen d'IGBT Schalter kontrolléiert, gëtt duerch e Comparator an Inverting Comparator Circuit fir d'High a Low-Side IGBT Schalter bestëmmt.Den Input fir d'PWM Kontrollen sinn eng 9.5V, 60Hz Sinuscarrierwelle an eng 10V, 10kHz dräieckeg Welle.
- CRE Léisung
CRE ass eng High-Tech Entreprise spezialiséiert op d'Produktioun vu Filmkondensatoren, déi sech op d'Uwendung vun der Kraaftelektronik konzentréiert.
CRE bitt déi reife Léisung vu Filmkondensator-Serie fir PV-Inverter, déi DC-Link, AC-Filter a Snubber abegraff.
Post Zäit: Dez-01-2023