Die doel van 'n omskakelaar is om 'n GS-golfvormspanning in 'n WS-sein te transformeer om krag in 'n las (bv. die kragnetwerk) te spuit teen 'n gegewe frekwensie en met 'n klein fasehoek (φ ≈0).'n Vereenvoudigde stroombaan vir 'n enkelfase unipolêre Pulse-Width Modulation (PWM) word in Figuur getoon2 (dieselfde algemene skema kan uitgebrei word na 'n driefase-stelsel).In hierdie skema word 'n PV-stelsel, wat as 'n GS-spanningsbron met 'n mate van broninduktansie optree, in 'n WS-sein gevorm deur vier IGBT-skakelaars in parallel met vryloopdiodes.Hierdie skakelaars word by die hek beheer deur 'n PWM-sein, wat tipies die uitset van 'n IC is wat 'n dragolf (gewoonlik 'n sinusgolf van die verlangde uitsetfrekwensie) en 'n verwysingsgolf vergelyk teen 'n aansienlik hoër frekwensie (tipies 'n driehoekgolf) by 5-20kHz).Die uitset van die IGBT's word gevorm in 'n WS-sein wat geskik is vir gebruik of roosterinspuiting deur die toepassing van verskeie topologieë van LC-filters.
Omsetters behoort aan 'n groot groep statiese omsetters, wat baie van vandag insluit'se toestelle in staat om“omskep”elektriese parameters in inset, soos spanning en frekwensie, om 'n uitset te produseer wat versoenbaar is met die vereistes van die las.
Oor die algemeen is omsetters die toestelle wat in staat is om gelykstroom in wisselstroom om te skakel en is redelik algemeen in industriële outomatiseringstoepassings en elektriese aandrywers.Die argitektuur en die ontwerp van verskillende omskakelaartipes verander volgens elke spesifieke toepassing, selfs al is die kern van hul hoofdoel dieselfde (DC na AC-omskakeling).
1.Selfstandige en rooster-gekoppelde omsetters
Omsetters wat in fotovoltaïese toepassings gebruik word, word histories in twee hoofkategorieë verdeel:
:Selfstandige omsetters
:Net-gekoppelde omsetters
Selfstandige omsetters is vir die toepassings waar die FV-aanleg nie aan die hoofenergieverspreidingsnetwerk gekoppel is nie.Die omskakelaar is in staat om elektriese energie aan die gekoppelde vragte te verskaf, wat die stabiliteit van die belangrikste elektriese parameters (spanning en frekwensie) verseker.Dit hou hulle binne voorafbepaalde perke, in staat om tydelike oorlaai situasies te weerstaan.In hierdie situasie word die omskakelaar met 'n batterybergingstelsel gekoppel om 'n konsekwente energietoevoer te verseker.
Netgekoppelde omsetters, aan die ander kant, is in staat om te sinchroniseer met die elektriese netwerk waaraan hulle gekoppel is, want in hierdie geval is spanning en frekwensie“opgelê”deur die hoofnetwerk.Hierdie omsetters moet kan ontkoppel as die hoofnetwerk faal om enige moontlike omgekeerde toevoer van die hoofnetwerk te vermy, wat 'n ernstige gevaar kan inhou.
- Figuur 1 - Voorbeeld van selfstandige stelsel en Grid-gekoppelde stelsel.Beeld met vergunning van Biblus.
2.Wat is die rol van die buskapasitor
Figuur 2: Pulsed Width Modulation (PWM) enkelfaseomskakelaar opstelling.Die IGBT-skakelaars, saam met LC-uitsetfilter, vorm die GS-insetsein in 'n bruikbare WS-sein.Dit veroorsaak askadelike spanningsrimpeling oor die PV-terminale.Die buskapasitor is groot om hierdie rimpeling te verminder.
Die werking van die IGBT's stel 'n rimpelspanning in op die terminaal van die PV-skikking.Hierdie rimpeling is nadelig vir die werking van die FV-stelsel, aangesien die nominale spanning wat aan die terminale toegepas word by die maksimum kragpunt (MPP) van die IV-kromme gehou moet word om die meeste krag te onttrek.'n Spanningsrimpeling op die PV-terminale sal die krag wat uit die stelsel onttrek word, ossilleer, wat lei tot
'n laer gemiddelde kraglewering (Figuur 3).'n Kapasitor word op die bus gevoeg om die spanningsrimpeling glad te maak.
Figuur 3: 'n Spanningsrimpeling wat deur die PWM-omskakelaarskema op die PV-terminale ingebring word, skuif die toegepaste spanning van die maksimum kragpunt (MPP) van die PV-skikking af.Dit lei 'n rimpeling in die kraguitset van die skikking in sodat die gemiddelde uitsetkrag laer is as die nominale MPP
Die amplitude (piek tot piek) van die spanningsrimpeling word bepaal deur die skakelfrekwensie, PV-spanning, buskapasitansie en filterinduktansie volgens:
waar:
VPV is die sonpaneel GS spanning,
Cbus is die kapasitansie van die buskapasitor,
L is die induktansie van die filterinduktors,
fPWM is die skakelfrekwensie.
Vergelyking (1) is van toepassing op 'n ideale kapasitor wat verhoed dat lading deur die kapasitor vloei tydens laai en dan die energie wat in die elektriese veld geleë is ontlaai sonder weerstand.In werklikheid is geen kapasitor ideaal nie (Figuur 4) maar bestaan dit uit veelvuldige elemente.Benewens die ideale kapasitansie, is die diëlektrikum nie perfek weerstandbiedend nie en 'n klein lekstroom vloei vanaf die anode na katode langs 'n eindige shuntweerstand (Rsh), wat die diëlektriese kapasitansie (C) omseil.Wanneer stroom deur die kapasitor vloei, is die penne, foelies en diëlektrikum nie perfek gelei nie en is daar 'n ekwivalente serieweerstand (ESR) in serie met die kapasitansie.Laastens stoor die kapasitor wel 'n mate van energie in die magnetiese veld, so daar is 'n ekwivalente serie-induktansie (ESL) in serie met die kapasitansie en ESR.
Figuur 4: Ekwivalente stroombaan van 'n generiese kapasitor.'n Kapasitor issaamgestel uit baie nie-ideale elemente, insluitend diëlektriese kapasitansie (C), 'n nie-oneindige shuntweerstand deur die diëlektrikum wat die kapasitor omseil, serieweerstand (ESR) en serieinduktansie (ESL).
Selfs in 'n komponent so oënskynlik eenvoudig soos 'n kapasitor, bestaan daar verskeie elemente wat kan misluk of degradeer.Elkeen van hierdie elemente kan die gedrag van die omskakelaar beïnvloed, beide aan die AC- en DC-kante.Ten einde die effek agteruitgang van nie-ideale kapasitorkomponente te bepaal op die spanningsrimpeling wat oor die PV-terminale ingebring word, is 'n PWM unipolêre H-brug-omskakelaar (Figuur 2) gesimuleer met SPICE.Die filterkapasitors en induktors word onderskeidelik op 250µF en 20mH gehou.Die SPICE-modelle vir die IGBT's is afgelei van die werk van Petrie et al. Die PWM-sein, wat die IGBT-skakelaars beheer, word bepaal deur 'n vergelyker- en omkeervergelykerkring vir die hoë- en laekant-IGBT-skakelaars, onderskeidelik.Die insette vir die PWM-kontroles is 'n 9.5V, 60Hz sinusdraergolf en 'n 10V, 10kHz driehoekige golf.
- CRE oplossing
CRE is 'n hoë-tegnologie onderneming wat spesialiseer in die vervaardiging van film kapasitors, wat fokus op die toepassing van krag elektronika.
CRE bied die volwasse oplossing van filmkapasitorreekse vir PV-omskakelaar wat DC-skakel, AC-filter en demper insluit.
Postyd: Des-01-2023