Praegu on Hiina fotogalvaaniline elektritootmissüsteem peamiselt alalisvoolusüsteem, mille eesmärk on laadida päikesepatarei toodetud elektrienergiat ja aku varustab koormust otse. Näiteks Loode-Hiinas asuv päikeseenergiaga majapidamise valgustussüsteem ja võrgust kaugel asuv mikrolainejaama toitesüsteem on kõik alalisvoolusüsteem. Seda tüüpi süsteemidel on lihtne struktuur ja madal hind. Erinevate koormuse alalispinge (näiteks 12 V, 24 V, 48 V jne) tõttu on aga süsteemi standardiseerimist ja ühilduvust raske saavutada, eriti tsiviiltoite puhul, kuna enamikku vahelduvvoolu koormustest kasutatakse alalisvooluga. . Fotogalvaanilisel toiteallikal on raske kaubana turule jõuda elektrienergiaga varustada. Lisaks saavutab fotogalvaanilise elektritootmise lõpuks võrguga ühendatud töö, mis peab vastu võtma küpse turumudeli. Tulevikus muutuvad vahelduvvoolu fotogalvaanilised elektritootmissüsteemid fotogalvaanilise elektritootmise peavooluks.
Inverteri toiteallika fotogalvaanilise elektritootmissüsteemi nõuded
Vahelduvvoolu väljundit kasutav fotogalvaaniline elektritootmissüsteem koosneb neljast osast: fotogalvaanilisest massiivist, laadimis- ja tühjenemiskontrollerist, akust ja inverterist (võrguga ühendatud elektritootmissüsteem võib üldiselt akut säästa) ning põhikomponent on muundur. Fotogalvaanikal on inverteritele kõrgemad nõuded:
1. Nõutav on kõrge efektiivsus. Päikesepatareide praeguse kõrge hinna tõttu on päikesepatareide kasutamise maksimeerimiseks ja süsteemi efektiivsuse parandamiseks vaja püüda parandada inverteri efektiivsust.
2. Nõutav on kõrge töökindlus. Praegu kasutatakse fotogalvaanilisi elektritootmissüsteeme peamiselt kaugemates piirkondades ning paljud elektrijaamad on järelevalveta ja hooldatud. See eeldab, et muunduril on mõistlik vooluahela struktuur, range komponentide valik ja inverteril erinevad kaitsefunktsioonid, nagu sisendi DC polaarsuse ühenduse kaitse, vahelduvvoolu väljundi lühisekaitse, ülekuumenemise, ülekoormuskaitse jne.
3. Alalisvoolu sisendpingel on vaja laia kohandamisvahemikku. Kuna aku klemmipinge muutub koos koormuse ja päikesevalguse intensiivsusega, kuigi akul on aku pingele oluline mõju, siis aku pinge kõikub koos aku jääkvõimsuse ja sisetakistuse muutumisega. Eriti kui aku vananeb, on selle klemmipinge väga erinev. Näiteks 12 V aku klemmipinge võib varieeruda vahemikus 10 V kuni 16 V. See eeldab, et inverter töötaks suuremal alalisvoolul. Tagada normaalne töö sisendpinge vahemikus ja vahelduvvoolu väljundpinge stabiilsus.
4. Keskmise ja suure võimsusega fotogalvaanilistes elektritootmissüsteemides peaks inverteri toiteallika väljund olema siinuslaine, millel on vähem moonutusi. Seda seetõttu, et keskmise ja suure võimsusega süsteemides, kui kasutatakse ruutlainevõimsust, sisaldab väljund rohkem harmoonilisi komponente ja suuremad harmoonilised tekitavad täiendavaid kadusid. Paljud fotogalvaanilised elektritootmissüsteemid on koormatud side- või mõõteriistadega. Seadmetel on kõrgemad nõuded elektrivõrgu kvaliteedile. Kui keskmise ja suure võimsusega fotogalvaanilised elektritootmissüsteemid on võrku ühendatud, peab inverter väljastama ka siinuslaine voolu, et vältida avaliku võrguga elektrisaastet.
Inverter muudab alalisvoolu vahelduvvooluks. Kui alalisvoolu pinge on madal, võimendatakse seda vahelduvvoolutrafo abil, et saada standardne vahelduvvoolu pinge ja sagedus. Suure võimsusega inverterite puhul ei vaja vahelduvvoolu väljund pinge 220 V-ni tõstmiseks üldiselt kõrge alalisvoolupinge tõttu trafot. Keskmise ja väikese võimsusega inverterites on alalispinge suhteliselt madal, näiteks 12 V, 24 V jaoks tuleb projekteerida võimendusahel. Keskmise ja väikese võimsusega inverterid hõlmavad üldiselt push-pull-inverteri ahelaid, täissild-inverteri ahelaid ja kõrgsagedusvõimendusmuunduri ahelaid. Push-pull ahelad ühendavad võimendustrafo nullpistiku positiivse toiteallikaga ja kaks toitetoru vahelduv töö, väljund vahelduvvoolu, kuna toitetransistorid on ühendatud ühismaandusse, ajami ja juhtimisahelad on lihtsad ja kuna trafol on teatav lekkeinduktiivsus, see võib piirata lühisvoolu, parandades sellega ahela töökindlust. Puuduseks on see, et trafo kasutamine on madal ja võime juhtida induktiivkoormusi on halb.
Täissild-inverteri ahel ületab tõuke-tõmbeahela puudused. Võimsustransistor reguleerib väljundimpulsi laiust ja väljundi vahelduvpinge efektiivne väärtus muutub vastavalt. Kuna vooluahelal on vabakäigu ahel, ei moonutata väljundpinge lainekuju isegi induktiivsete koormuste korral. Selle skeemi puuduseks on see, et ülemise ja alumise õla toitetransistorid ei jaga maandust, seega tuleb kasutada spetsiaalset ajamiahelat või isoleeritud toiteallikat. Lisaks tuleb ülemise ja alumise sillaharu ühise juhtivuse vältimiseks projekteerida vooluahel, mis lülitatakse välja ja seejärel sisse, st tuleb määrata surnud aeg ja ahela struktuur on keerulisem.
Tõmbeahela ja täissildahela väljundisse tuleb lisada astmeline trafo. Kuna astmeline trafo on suure mõõtmetega, madala efektiivsusega ja kallim, kasutatakse jõuelektroonika ja mikroelektroonika tehnoloogia arenedes kõrgsagedusliku astmelise muundamise tehnoloogiat, et saavutada pöördsuunas. See võib realiseerida suure võimsustihedusega inverteri. Selle inverteri ahela esiastme võimendusahel kasutab tõuke-tõmbestruktuuri, kuid töösagedus on üle 20 kHz. Võimendustrafo kasutab kõrgsageduslikku magnetilist südamiku materjali, seega on see väikese suurusega ja kerge. Pärast kõrgsageduslikku inversiooni muundatakse see kõrgsagedusliku trafo kaudu kõrgsageduslikuks vahelduvvooluks ja seejärel saadakse kõrgsagedusliku alaldi filtriahela kaudu kõrgepinge alalisvool (tavaliselt üle 300 V) ja seejärel pööratakse see ümber võimsuse sagedusmuunduri ahel.
Selle vooluahela struktuuriga paraneb oluliselt inverteri võimsus, vastavalt väheneb muunduri tühikoormuse kadu ja paraneb efektiivsus. Skeemi puuduseks on see, et skeem on keeruline ja töökindlus madalam kui ülaltoodud kahel ahelal.
Inverteri vooluahela juhtimisahel
Kõik ülalmainitud inverterite põhiahelad peavad olema teostatud juhtahela abil. Üldiselt on kaks juhtimismeetodit: ruutlaine ning positiivne ja nõrk laine. Ruutlaine väljundiga inverteri toiteahel on lihtne, madala hinnaga, kuid madala efektiivsusega ja suurte harmooniliste komponentidega. . Siinuslaine väljund on inverterite arengusuund. Mikroelektroonika tehnoloogia arenguga on välja tulnud ka PWM-funktsioonidega mikroprotsessorid. Seetõttu on siinuslaine väljundi invertertehnoloogia küpseks saanud.
1. Ruutlaine väljundiga inverterid kasutavad praegu enamasti impulsi laiusmodulatsiooni integraallülitusi, nagu SG 3 525, TL 494 jne. Praktika on tõestanud, et SG3525 integraallülituste ja võimsus-FET-ide kasutamisega lülitusvõimsuse komponentidena on võimalik saavutada suhteliselt kõrge jõudluse ja hinnaga inverterid. Kuna SG3525-l on võimalus otse juhtida FET-i võimsust ning sellel on sisemine tugiallikas ja töövõimendi ning alapingekaitse funktsioon, on selle välisahel väga lihtne.
2. Siinuslaine väljundiga muunduri juhtimise integraallülitust, siinuslaine väljundiga inverteri juhtimisahelat saab juhtida mikroprotsessoriga, näiteks 80 C 196 MC, mille toodab INTEL Corporation ja toodab Motorola Company. MP 16 ja PI C 16 C 73, mida toodab MI-CRO CHIP Company jne. Nendel ühekiibilistel arvutitel on mitu PWM-generaatorit ning nendega saab seadistada ülemist ja ülemist silda. Surnud aja jooksul kasutage siinuslaine väljundahela realiseerimiseks ettevõtte INTEL 80 C 196 MC, siinuslaine signaali genereerimise lõpuleviimiseks 80 C 196 MC ja tuvastage vahelduvvoolu väljundpinge pinge stabiliseerimiseks.
Toiteseadmete valik muunduri põhiahelas
Peamiste võimsuskomponentide valikinverteron väga oluline. Praegu on enim kasutatud toitekomponentide hulka Darlingtoni jõutransistorid (BJT), jõuväljatransistorid (MOS-F ET), isoleeritud paistransistorid (IGB). T) ja väljalülitustüristor (GTO) jne on väikese võimsusega madalpingesüsteemides enim kasutatavad seadmed MOS FET, kuna MOS FET-il on sisselülitatud pingelangus väiksem ja suurem IG BT lülitussagedus on üldiselt kasutatakse kõrgepinge- ja suure võimsusega süsteemides. Selle põhjuseks on asjaolu, et MOS FET-i sisselülitatud olekutakistus suureneb koos pinge tõusuga ja IG BT on keskmise võimsusega süsteemides omab suuremat eelist, samas kui ülisuure võimsusega (üle 100 kVA) süsteemides kasutatakse üldiselt GTO-sid. jõukomponentidena.
Postitusaeg: 21. oktoober 2021
