მზის ინვერტორის პრინციპი და გამოყენება

ამჟამად, ჩინეთის ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის წარმოების სისტემა ძირითადად არის DC სისტემა, რომელიც უნდა დატენოს მზის ბატარეით გამომუშავებული ელექტროენერგია და ბატარეა პირდაპირ აწვდის ენერგიას დატვირთვას. მაგალითად, მზის საყოფაცხოვრებო განათების სისტემა ჩრდილო-დასავლეთ ჩინეთში და მიკროტალღური სადგურის ელექტრომომარაგების სისტემა ქსელიდან შორს არის DC სისტემა. ამ ტიპის სისტემას აქვს მარტივი სტრუქტურა და დაბალი ღირებულება. თუმცა, სხვადასხვა დატვირთვის DC ძაბვის გამო (როგორიცაა 12V, 24V, 48V და ა.შ.), ძნელია სისტემის სტანდარტიზაციისა და თავსებადობის მიღწევა, განსაკუთრებით სამოქალაქო ენერგიისთვის, რადგან AC დატვირთვების უმეტესობა გამოიყენება DC სიმძლავრით. . ელექტროენერგიის მიწოდება ფოტოელექტრული ელექტრომომარაგებისთვის რთულია ბაზარზე საქონლის სახით შესვლა. გარდა ამისა, ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის გამომუშავება საბოლოოდ მიაღწევს ქსელთან დაკავშირებულ მუშაობას, რომელიც უნდა მიიღოს სექსუალური ბაზრის მოდელი. სამომავლოდ, AC ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემები გახდება ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის მეინსტრიმი.
ფოტოელექტრული ენერგიის წარმოების სისტემის მოთხოვნები ინვერტორული ელექტრომომარაგებისთვის

ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემა ცვლადი ენერგიის გამომუშავების გამოყენებით შედგება ოთხი ნაწილისგან: ფოტოელექტრული მასივი, დამუხტვის და განმუხტვის კონტროლერი, ბატარეა და ინვერტორი (ქსელთან დაკავშირებულ ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემას ზოგადად შეუძლია დაზოგოს ბატარეა) და ინვერტორი არის მთავარი კომპონენტი. Photovoltaic აქვს უმაღლესი მოთხოვნები ინვერტორებისთვის:

1. საჭიროა მაღალი ეფექტურობა. დღეისათვის მზის ელემენტების მაღალი ფასის გამო, მზის ელემენტების მაქსიმალური გამოყენებისა და სისტემის ეფექტურობის გაუმჯობესების მიზნით, აუცილებელია ინვერტორის ეფექტურობის გაუმჯობესების მცდელობა.

2. საჭიროა მაღალი საიმედოობა. დღეისათვის, ელექტროენერგიის ელექტროენერგიის ელექტრომომარაგების სისტემები ძირითადად გამოიყენება შორეულ რაიონებში და ბევრი ელექტროსადგური უყურადღებოა და შენარჩუნებულია. ეს მოითხოვს ინვერტორს ჰქონდეს მიკროსქემის გონივრული სტრუქტურა, კომპონენტების მკაცრი შერჩევა და ინვერტორს უნდა ჰქონდეს დაცვის სხვადასხვა ფუნქციები, როგორიცაა შეყვანის DC პოლარობის კავშირის დაცვა, AC გამომავალი მოკლე ჩართვის დაცვა, გადახურებისგან, გადატვირთვისაგან დაცვა და ა.შ.

3. DC შეყვანის ძაბვა საჭიროა ადაპტაციის ფართო დიაპაზონისთვის. ვინაიდან ბატარეის ტერმინალური ძაბვა იცვლება დატვირთვისა და მზის შუქის ინტენსივობით, თუმცა ბატარეა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ბატარეის ძაბვაზე, ბატარეის ძაბვა იცვლება ბატარეის დარჩენილი სიმძლავრის და შიდა წინააღმდეგობის ცვლილებით. განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ბატარეა დაბერებულია, მისი ტერმინალის ძაბვა მნიშვნელოვნად განსხვავდება. მაგალითად, 12 ვ ბატარეის ტერმინალური ძაბვა შეიძლება იცვლებოდეს 10 ვ-დან 16 ვ-მდე. ეს მოითხოვს ინვერტორს მუშაობას უფრო დიდ DC-ზე. უზრუნველყოს ნორმალური მუშაობა შეყვანის ძაბვის დიაპაზონში და უზრუნველყოს AC გამომავალი ძაბვის სტაბილურობა.

4. საშუალო და დიდი სიმძლავრის ფოტოელექტრული ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემებში ინვერტორული ელექტრომომარაგების გამომავალი უნდა იყოს სინუსური ტალღა ნაკლები დამახინჯებით. ეს იმიტომ ხდება, რომ საშუალო და დიდი სიმძლავრის სისტემებში, კვადრატული ტალღის სიმძლავრის გამოყენების შემთხვევაში, გამომავალი უფრო მეტ ჰარმონიულ კომპონენტებს შეიცავს, ხოლო უფრო მაღალი ჰარმონია გამოიწვევს დამატებით დანაკარგებს. ბევრი ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავების სისტემა დატვირთულია საკომუნიკაციო ან ინსტრუმენტული აღჭურვილობით. მოწყობილობას აქვს უფრო მაღალი მოთხოვნები ელექტრო ქსელის ხარისხზე. როდესაც ელექტროენერგიის საშუალო და დიდი სიმძლავრის ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემები დაკავშირებულია ქსელთან, რათა თავიდან იქნას აცილებული ელექტროენერგიის დაბინძურება საზოგადოებრივი ქსელით, ინვერტორს ასევე მოეთხოვება სინუსური ტალღის დენის გამოშვება.

ინვერტორი გარდაქმნის პირდაპირ დენს ალტერნატიულ დენად. თუ პირდაპირი დენის ძაბვა დაბალია, მას აძლიერებს ალტერნატიული დენის ტრანსფორმატორი სტანდარტული ალტერნატიული დენის ძაბვისა და სიხშირის მისაღებად. დიდი სიმძლავრის ინვერტორებისთვის, მაღალი DC ავტობუსის ძაბვის გამო, AC გამომავალს არ სჭირდება ტრანსფორმატორი ძაბვის 220 ვ-მდე გასაძლიერებლად. საშუალო და მცირე სიმძლავრის ინვერტორებში, მუდმივი ძაბვა შედარებით დაბალია, მაგალითად, 12 ვ, 24 ვოლტისთვის, უნდა შეიქმნას გამაძლიერებელი წრე. საშუალო და მცირე სიმძლავრის ინვერტორები ძირითადად მოიცავს Push-pull ინვერტორულ სქემებს, სრული ხიდის ინვერტორულ სქემებს და მაღალი სიხშირის გამაძლიერებლის ინვერტორულ სქემებს. Push-pull სქემები აკავშირებს გამაძლიერებლის ტრანსფორმატორის ნეიტრალურ შტეფსელს პოზიტიურ ელექტრომომარაგებასთან და ორი დენის მილის ალტერნატიული მუშაობა, გამომავალი AC სიმძლავრე, რადგან დენის ტრანზისტორები დაკავშირებულია საერთო გრუნტთან, წამყვანი და კონტროლის სქემები მარტივია და იმიტომ. ტრანსფორმატორს აქვს გარკვეული გაჟონვის ინდუქცია, მას შეუძლია შეზღუდოს მოკლე ჩართვის დენი, რითაც აუმჯობესებს მიკროსქემის საიმედოობას. მინუსი არის ის, რომ ტრანსფორმატორის უტილიზაცია დაბალია და ინდუქციური დატვირთვების მართვის უნარი ცუდია.
სრული ხიდის ინვერტორული წრე გადალახავს ბიძგ-გაყვანის წრედის ნაკლოვანებებს. დენის ტრანზისტორი არეგულირებს გამომავალი პულსის სიგანეს და შესაბამისად იცვლება გამომავალი AC ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობა. იმის გამო, რომ წრეს აქვს თავისუფალი მოძრავი მარყუჟი, თუნდაც ინდუქციური დატვირთვებისთვის, გამომავალი ძაბვის ტალღის ფორმა არ იქნება დამახინჯებული. ამ მიკროსქემის მინუსი არის ის, რომ ზედა და ქვედა მკლავების დენის ტრანზისტორები არ იზიარებენ მიწას, ამიტომ უნდა იქნას გამოყენებული გამოყოფილი წამყვანი წრე ან იზოლირებული ელექტრომომარაგება. გარდა ამისა, ზედა და ქვედა ხიდის მკლავების საერთო გამტარობის თავიდან ასაცილებლად, წრე უნდა იყოს შემუშავებული ისე, რომ გამორთოთ და შემდეგ ჩართოთ, ანუ უნდა დაინიშნოს მკვდარი დრო, ხოლო მიკროსქემის სტრუქტურა უფრო რთულია.

Push-pull წრედის და სრული ხიდის წრედის გამომავალს უნდა დაემატოს საფეხურის ტრანსფორმატორი. იმის გამო, რომ საფეხურის ტრანსფორმატორი არის დიდი ზომის, დაბალი ეფექტურობისა და უფრო ძვირი, ენერგეტიკული ელექტრონიკის და მიკროელექტრონული ტექნოლოგიის განვითარებით, მაღალი სიხშირის ამაღლებული კონვერტაციის ტექნოლოგია გამოიყენება უკუსვლის მისაღწევად. მას შეუძლია გააცნობიეროს მაღალი სიმძლავრის ინვერტორი. ამ ინვერტორული მიკროსქემის წინა საფეხურის გამაძლიერებელი წრე იღებს ბიძგ-გაყვანის სტრუქტურას, მაგრამ სამუშაო სიხშირე 20 კჰც-ზე მეტია. გამაძლიერებელი ტრანსფორმატორი იღებს მაღალი სიხშირის მაგნიტური ბირთვის მასალას, ამიტომ არის მცირე ზომის და მსუბუქი წონის. მაღალი სიხშირის ინვერსიის შემდეგ, ის გარდაიქმნება მაღალი სიხშირის ალტერნატიულ დენად მაღალი სიხშირის ტრანსფორმატორის მეშვეობით, შემდეგ კი მაღალი ძაბვის პირდაპირი დენი (ზოგადად 300 ვ-ზე მეტი) მიიღება მაღალი სიხშირის გამომსწორებელი ფილტრის სქემით, შემდეგ კი ინვერსიულია დენის სიხშირის ინვერტორული წრე.

ამ მიკროსქემის სტრუქტურით, ინვერტორის სიმძლავრე მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია, შესაბამისად მცირდება ინვერტორის დაკარგვის გარეშე დაკარგვა და გაუმჯობესებულია ეფექტურობა. მიკროსქემის მინუსი არის ის, რომ წრე რთულია და საიმედოობა დაბალია, ვიდრე ზემოთ მოცემულ ორ წრეში.

ინვერტორული მიკროსქემის მართვის წრე

ზემოაღნიშნული ინვერტორების ძირითადი სქემები უნდა განხორციელდეს საკონტროლო სქემით. ზოგადად, არსებობს კონტროლის ორი მეთოდი: კვადრატული ტალღა და დადებითი და სუსტი ტალღა. ინვერტორული ელექტრომომარაგების წრე კვადრატული ტალღით არის მარტივი, დაბალი ღირებულება, მაგრამ დაბალი ეფექტურობა და დიდი ჰარმონიული კომპონენტებით. . სინუსური ტალღის გამომავალი ინვერტორების განვითარების ტენდენციაა. მიკროელექტრონული ტექნოლოგიის განვითარებით, ასევე გამოვიდა მიკროპროცესორები PWM ფუნქციებით. ამრიგად, სინუსური ტალღის გამომავალი ინვერტორული ტექნოლოგია მომწიფდა.

1. კვადრატული ტალღის გამომავალი ინვერტორები ამჟამად ძირითადად იყენებენ პულსის სიგანის მოდულაციის ინტეგრირებულ სქემებს, როგორიცაა SG 3 525, TL 494 და ა.შ. პრაქტიკამ დაამტკიცა, რომ SG3525 ინტეგრირებული სქემების გამოყენებამ და დენის FET-ების, როგორც გადართვის დენის კომპონენტების გამოყენებამ შეიძლება მიაღწიოს შედარებით მაღალი ეფექტურობისა და ფასის ინვერტორებს. იმის გამო, რომ SG3525-ს აქვს უნარი პირდაპირ მართოს დენის FET-ების შესაძლებლობები და აქვს შიდა საცნობარო წყარო და ოპერატიული გამაძლიერებელი და ძაბვისგან დაცვის ფუნქცია, ამიტომ მისი პერიფერიული წრე ძალიან მარტივია.

2. ინვერტორული კონტროლის ინტეგრირებული წრე სინუსური ტალღის გამომავალი გამომავალი ინვერტორული ჩართვა შეიძლება კონტროლდებოდეს მიკროპროცესორით, როგორიცაა 80 C 196 MC წარმოებული INTEL Corporation-ის მიერ და წარმოებული Motorola Company-ს მიერ. MP 16 და PI C 16 C 73 დამზადებულია MI-CRO CHIP კომპანიის მიერ და ა.შ. ამ ერთჩიპიან კომპიუტერებს აქვთ მრავალი PWM გენერატორი და შეუძლიათ ხიდის ზედა და ზედა მკლავების დაყენება. მკვდარი დროის განმავლობაში გამოიყენეთ INTEL-ის 80 C 196 MC სინუსური ტალღის გამომავალი სქემის გასაცნობად, 80 C 196 MC სინუსური ტალღის სიგნალის წარმოქმნის დასასრულებლად და ცვლადი გამომავალი ძაბვის აღმოჩენა ძაბვის სტაბილიზაციის მისაღწევად.

ელექტრო მოწყობილობების შერჩევა ინვერტორის მთავარ წრეში

ძირითადი დენის კომპონენტების არჩევანიინვერტორიარის ძალიან მნიშვნელოვანი. ამჟამად, ყველაზე ხშირად გამოყენებული დენის კომპონენტებია დარლინგტონის დენის ტრანზისტორები (BJT), დენის ველის ეფექტის ტრანზისტორები (MOS-F ET), იზოლირებული კარიბჭის ტრანზისტორები (IGB). T) და გამორთვის ტირისტორი (GTO) და ა.შ., ყველაზე ხშირად გამოყენებული მოწყობილობები მცირე სიმძლავრის დაბალი ძაბვის სისტემებში არის MOS FET, რადგან MOS FET-ს აქვს დაბალი ძაბვის ვარდნა და უფრო მაღალი. IG BT-ის გადართვის სიხშირე ზოგადად არის გამოიყენება მაღალი ძაბვის და დიდი სიმძლავრის სისტემებში. ეს იმიტომ ხდება, რომ MOS FET-ის რეზისტენტობა ძაბვის მატებასთან ერთად იზრდება, ხოლო IG BT არის საშუალო სიმძლავრის სისტემებში უფრო მეტ უპირატესობას იკავებს, ხოლო სუპერდიდი სიმძლავრის (100 კვა-ზე მეტი) სისტემებში ჩვეულებრივ გამოიყენება GTO. როგორც დენის კომპონენტები.