Қазіргі уақытта Қытайдың фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйесі негізінен тұрақты ток жүйесі болып табылады, ол күн батареясымен өндірілетін электр энергиясын зарядтауға арналған, ал батарея жүктемені тікелей қуатпен қамтамасыз етеді. Мысалы, Солтүстік-Батыс Қытайдағы күн сәулесінен тұратын тұрмыстық жарықтандыру жүйесі және желіден алыс орналасқан микротолқынды станциялардың электрмен жабдықтау жүйесі тұрақты ток жүйесі болып табылады. Жүйенің бұл түрі қарапайым құрылымға және төмен бағаға ие. Дегенмен, тұрақты ток кернеулерінің әртүрлі жүктемелеріне байланысты (мысалы, 12В, 24В, 48В және т.б.) жүйенің стандарттауы мен үйлесімділігіне қол жеткізу қиын, әсіресе азаматтық қуат үшін, өйткені айнымалы ток жүктемелерінің көпшілігі тұрақты ток қуатымен қолданылады. . Электр энергиясын жеткізу үшін фотоэлектрлік электрмен жабдықтаудың нарыққа тауар ретінде енуі қиын. Сонымен қатар, фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру, сайып келгенде, жетілген нарық үлгісін қабылдауы керек желіге қосылған жұмысқа қол жеткізеді. Болашақта айнымалы токтың фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелері фотоэлектрлік электр энергиясын өндірудің негізгі ағымына айналады.
Инверторлық қоректендіру үшін фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйесінің талаптары
Айнымалы ток шығысын пайдаланатын фотоэлектрлік электр қуатын өндіру жүйесі төрт бөліктен тұрады: фотоэлектрлік массив, зарядтау және разряд контроллері, аккумулятор және инвертор (желіге қосылған электр қуатын өндіру жүйесі әдетте аккумуляторды үнемдей алады) және инвертор негізгі компонент болып табылады. Фотоэлектрлік инверторларға жоғары талаптар қояды:
1. Жоғары тиімділік қажет. Қазіргі уақытта күн батареяларының бағасы жоғары болғандықтан, күн батареяларын барынша пайдалану және жүйенің тиімділігін арттыру үшін инвертордың тиімділігін арттыруға тырысу керек.
2. Жоғары сенімділік қажет. Қазіргі уақытта фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелері негізінен шалғай аудандарда қолданылады және көптеген электр станциялары қараусыз және техникалық қызмет көрсетуде. Бұл түрлендіргіштің контурдың ақылға қонымды құрылымын, құрамдас бөліктерді қатаң таңдауды талап етеді және түрлендіргіштен кіріс тұрақты токтың полярлық қосылымын қорғау, айнымалы ток шығысындағы қысқа тұйықталудан қорғау, қызып кетуден, шамадан тыс жүктемеден қорғау және т.б. сияқты әртүрлі қорғаныс функцияларын қажет етеді.
3. Тұрақты токтың кіріс кернеуі бейімделудің кең ауқымына ие болу үшін қажет. Батареяның терминалдық кернеуі жүктемеге және күн сәулесінің қарқындылығына байланысты өзгеретіндіктен, батарея батареяның кернеуіне маңызды әсер еткенімен, батареяның кернеуі батареяның қалған сыйымдылығы мен ішкі кедергісінің өзгеруіне байланысты өзгереді. Әсіресе аккумулятор ескірген кезде оның терминалдық кернеуі айтарлықтай өзгереді. Мысалы, 12 В батареясының терминалдық кернеуі 10 В-тан 16 В-қа дейін өзгеруі мүмкін. Бұл түрлендіргіштің үлкен тұрақты токта жұмыс істеуін талап етеді Кіріс кернеуінің диапазонында қалыпты жұмысты қамтамасыз етіңіз және айнымалы ток шығыс кернеуінің тұрақтылығын қамтамасыз етіңіз.
4. Орташа және үлкен қуатты фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелерінде инверторлық қоректендіру көзінің шығысы бұрмалануы аз синусты толқын болуы керек. Себебі орташа және үлкен қуатты жүйелерде шаршы толқын қуаты пайдаланылса, шығыста гармоникалық құрамдас бөліктер көбірек болады, ал жоғары гармоникалар қосымша шығындарды тудырады. Көптеген фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелері байланыс немесе аспаптық жабдықпен жүктеледі. Жабдық электр желісінің сапасына жоғары талаптар қояды. Орташа және үлкен қуаттылықтағы фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелері желіге қосылғанда, электр қуатының жалпы электр желісімен ластанбауы үшін, инвертор синустық толқынды токты шығаруы керек.
Инвертор тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіреді. Тұрақты ток кернеуі төмен болса, стандартты айнымалы ток кернеуі мен жиілігін алу үшін айнымалы ток трансформаторы арқылы күшейтіледі. Үлкен сыйымдылықты инверторлар үшін тұрақты шинаның жоғары кернеуіне байланысты айнымалы ток шығысы кернеуді 220 В-қа дейін арттыру үшін әдетте трансформаторды қажет етпейді. Орташа және шағын сыйымдылықты инверторларда тұрақты ток кернеуі салыстырмалы түрде төмен, мысалы, 12 В, 24 В үшін күшейту тізбегі жобалануы керек. Орташа және шағын сыйымдылықты инверторларға әдетте итергіш инвертор схемалары, толық көпірлі инвертор схемалары және жоғары жиілікті күшейткіш инвертор тізбектері кіреді. Тарту схемалары күшейткіш трансформатордың нөлдік ашасын оң қуат көзіне қосады, ал екі қуат түтігі Баламалы жұмыс, шығыс айнымалы ток қуаты, өйткені күштік транзисторлар жалпы жерге қосылған, жетек және басқару тізбектері қарапайым және себебі трансформатордың белгілі бір ағып кету индуктивтілігі бар, ол қысқа тұйықталу тогын шектей алады, осылайша тізбектің сенімділігін арттырады. Кемшілігі - трансформаторды пайдалану төмен және индуктивті жүктемелерді жүргізу қабілеті нашар.
Толық көпірлі инвертор тізбегі итермелеу тізбегінің кемшіліктерін жеңеді. Қуатты транзистор шығыс импульсінің енін реттейді, ал шығыс айнымалы ток кернеуінің тиімді мәні сәйкесінше өзгереді. Тізбектің еркін айналмалы контуры болғандықтан, тіпті индуктивті жүктемелер үшін де шығыс кернеуінің толқын пішіні бұрмаланбайды. Бұл схеманың кемшілігі - жоғарғы және төменгі қолдардың қуат транзисторлары жерді бөліспейді, сондықтан арнайы жетек тізбегі немесе оқшауланған қуат көзін пайдалану керек. Сонымен қатар, көпірдің үстіңгі және астыңғы тұтқаларының ортақ өткізгіштігін болдырмау үшін, сөндірілетін, содан кейін қосылатын тізбекті жобалау керек, яғни өлі уақытты орнату керек және тізбек құрылымы күрделірек.
Итеру тізбегінің және толық көпір тізбегінің шығысына күшейткіш трансформаторды қосу керек. Күшейткіш трансформатордың өлшемі үлкен, тиімділігі төмен және қымбатырақ болғандықтан, қуат электроникасы мен микроэлектроника технологиясының дамуымен жоғары жиілікті күшейткіш түрлендіру технологиясы кері нәтижеге қол жеткізу үшін пайдаланылады. Бұл инвертор тізбегінің алдыңғы сатыдағы күшейту тізбегі итеру құрылымын қабылдайды, бірақ жұмыс жиілігі 20 кГц-тен жоғары. Күшейткіш трансформатор жоғары жиілікті магнитті өзек материалын қабылдайды, сондықтан оның өлшемі шағын және салмағы аз. Жоғары жиілікті инверсиядан кейін ол жоғары жиілікті трансформатор арқылы жоғары жиілікті айнымалы токқа айналады, содан кейін жоғары жиілікті түзеткіш сүзгі тізбегі арқылы жоғары вольтты тұрақты ток (әдетте 300 В жоғары) алынады, содан кейін қуат жиілігінің түрлендіргіш тізбегі.
Бұл схема құрылымымен инвертордың қуаты айтарлықтай жақсарады, түрлендіргіштің жүктемесіз жоғалуы сәйкесінше азаяды және тиімділік жақсарады. Тізбектің кемшілігі - бұл схема күрделі және сенімділігі жоғарыдағы екі тізбектен төмен.
Инвертор тізбегінің басқару тізбегі
Жоғарыда аталған инверторлардың негізгі схемалары басқару схемасы арқылы жүзеге асырылуы керек. Әдетте екі бақылау әдісі бар: шаршы толқын және оң және әлсіз толқын. Квадрат толқынды шығысы бар инверторлық қоректендіру тізбегі қарапайым, құны төмен, бірақ тиімділігі төмен және гармоникалық компоненттері үлкен. . Синус толқынының шығуы инверторлардың даму тенденциясы болып табылады. Микроэлектроника технологиясының дамуымен PWM функциялары бар микропроцессорлар да шықты. Сондықтан синус толқынының шығуына арналған инверторлық технология жетілді.
1. Квадрат толқын шығаруы бар инверторлар қазіргі уақытта көбінесе SG 3 525, TL 494 және т.б. сияқты импульстік ені модуляциясының интегралды схемаларын пайдаланады. Тәжірибе көрсеткендей, SG3525 интегралды схемаларын пайдалану және қуатты FET-терді коммутациялық қуат компоненттері ретінде пайдалану салыстырмалы түрде жоғары өнімділік пен баға түрлендіргіштеріне қол жеткізуге болады. SG3525 қуатты FETs мүмкіндігін тікелей басқару мүмкіндігіне ие болғандықтан және ішкі анықтамалық көзі және операциялық күшейткіш және төмен кернеуден қорғау функциясы бар, сондықтан оның перифериялық тізбегі өте қарапайым.
2. Синус толқыны шығысымен инверторды басқарудың интегралды тізбегі, синус толқыны шығысымен инвертордың басқару тізбегі INTEL корпорациясы шығарған және Motorola компаниясы шығарған 80 C 196 MC сияқты микропроцессормен басқарылуы мүмкін. MI-CRO CHIP компаниясы шығарған MP 16 және PI C 16 C 73 және т.б. Бұл бір чипті компьютерлерде бірнеше PWM генераторлары бар және жоғарғы және жоғарғы көпір тұтқаларын орнатуға болады. Өлі уақыт ішінде синус толқынының шығу тізбегін жүзеге асыру үшін INTEL компаниясының 80 C 196 MC, синусотолқын сигналын генерациялауды аяқтау үшін 80 C 196 MC пайдаланыңыз және кернеуді тұрақтандыруға қол жеткізу үшін айнымалы ток шығыс кернеуін анықтаңыз.
Инвертордың негізгі тізбегіндегі қуат құрылғыларын таңдау
Негізгі қуат компоненттерін таңдауинверторөте маңызды. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын қуат компоненттеріне Дарлингтондық күшті транзисторлар (BJT), қуат өрісінің әсерлі транзисторлары (MOS-F ET), оқшауланған транзисторлар (IGB) жатады. T) және өшіру тиристоры (GTO) және т.б., шағын қуатты төмен вольтты жүйелерде ең көп қолданылатын құрылғылар MOS FET болып табылады, өйткені MOS FET күйдегі кернеудің төмендеуіне ие және одан жоғары IG BT коммутация жиілігі әдетте жоғары вольтты және үлкен қуатты жүйелерде қолданылады. Бұл MOS FET күйдегі кедергісі кернеудің жоғарылауымен артады, ал IG BT орташа қуатты жүйелерде үлкен артықшылыққа ие, ал өте үлкен сыйымдылықты (100 кВА жоғары) жүйелерде GTO әдетте пайдаланылады. қуат компоненттері ретінде.
Жіберу уақыты: 21 қазан 2021 ж
