சூரிய மின் இன்வெர்ட்டரின் கொள்கை மற்றும் பயன்பாடு

தற்போது, ​​சீனாவின் ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி அமைப்பு முக்கியமாக ஒரு DC அமைப்பாகும், இது சூரிய பேட்டரியால் உருவாக்கப்படும் மின்சாரத்தை சார்ஜ் செய்கிறது, மேலும் பேட்டரி நேரடியாக சுமைக்கு மின்சாரத்தை வழங்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, வடமேற்கு சீனாவில் உள்ள சூரிய வீட்டு விளக்கு அமைப்பு மற்றும் கட்டத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள நுண்ணலை நிலைய மின்சாரம் வழங்கும் அமைப்பு அனைத்தும் DC அமைப்புகளாகும். இந்த வகை அமைப்பு எளிமையான அமைப்பு மற்றும் குறைந்த விலையைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், வெவ்வேறு சுமை DC மின்னழுத்தங்கள் (12V, 24V, 48V போன்றவை) காரணமாக, பெரும்பாலான AC சுமைகள் DC சக்தியுடன் பயன்படுத்தப்படுவதால், குறிப்பாக சிவில் மின்சாரத்திற்கு, அமைப்பின் தரப்படுத்தல் மற்றும் இணக்கத்தன்மையை அடைவது கடினம். ஒளிமின்னழுத்த மின்சாரம் சந்தையில் ஒரு பொருளாக நுழைவது கடினம். கூடுதலாக, ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி இறுதியில் கட்டம்-இணைக்கப்பட்ட செயல்பாட்டை அடையும், இது ஒரு முதிர்ந்த சந்தை மாதிரியை ஏற்றுக்கொள்ள வேண்டும். எதிர்காலத்தில், AC ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி அமைப்புகள் ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தியின் முக்கிய நீரோட்டமாக மாறும்.
இன்வெர்ட்டர் மின்சார விநியோகத்திற்கான ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி அமைப்பின் தேவைகள்

ஏசி பவர் அவுட்புட்டைப் பயன்படுத்தும் ஃபோட்டோவோல்டாயிக் மின் உற்பத்தி அமைப்பு நான்கு பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது: ஃபோட்டோவோல்டாயிக் வரிசை, சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் கட்டுப்படுத்தி, பேட்டரி மற்றும் இன்வெர்ட்டர் (கிரிட்-இணைக்கப்பட்ட மின் உற்பத்தி அமைப்பு பொதுவாக பேட்டரியைச் சேமிக்க முடியும்), மற்றும் இன்வெர்ட்டர் முக்கிய அங்கமாகும். ஃபோட்டோவோல்டாயிக் இன்வெர்ட்டர்களுக்கு அதிக தேவைகள் உள்ளன:

1. அதிக செயல்திறன் தேவை. தற்போது சூரிய மின்கலங்களின் விலை அதிகமாக இருப்பதால், சூரிய மின்கலங்களின் பயன்பாட்டை அதிகரிக்கவும், அமைப்பின் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும், இன்வெர்ட்டரின் செயல்திறனை மேம்படுத்த முயற்சிக்க வேண்டியது அவசியம்.

2. அதிக நம்பகத்தன்மை தேவை. தற்போது, ​​ஃபோட்டோவோல்டாயிக் மின் உற்பத்தி அமைப்புகள் முக்கியமாக தொலைதூரப் பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் பல மின் நிலையங்கள் கவனிக்கப்படாமல் பராமரிக்கப்படுகின்றன. இதற்கு இன்வெர்ட்டர் ஒரு நியாயமான சுற்று அமைப்பு, கண்டிப்பான கூறு தேர்வு ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், மேலும் இன்வெர்ட்டர் உள்ளீட்டு DC துருவமுனைப்பு இணைப்பு பாதுகாப்பு, AC வெளியீட்டு குறுகிய சுற்று பாதுகாப்பு, அதிக வெப்பமடைதல், அதிக சுமை பாதுகாப்பு போன்ற பல்வேறு பாதுகாப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

3. DC உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் பரந்த அளவிலான தழுவலைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். பேட்டரியின் முனைய மின்னழுத்தம் சுமை மற்றும் சூரிய ஒளியின் தீவிரத்துடன் மாறுவதால், பேட்டரி பேட்டரி மின்னழுத்தத்தில் ஒரு முக்கிய விளைவைக் கொண்டிருந்தாலும், பேட்டரியின் மீதமுள்ள திறன் மற்றும் உள் எதிர்ப்பின் மாற்றத்துடன் பேட்டரி மின்னழுத்தம் ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும். குறிப்பாக பேட்டரி வயதாகும்போது, ​​அதன் முனைய மின்னழுத்தம் பரவலாக மாறுபடும். எடுத்துக்காட்டாக, 12 V பேட்டரியின் முனைய மின்னழுத்தம் 10 V முதல் 16 V வரை மாறுபடும். இதற்கு இன்வெர்ட்டர் ஒரு பெரிய DC இல் இயங்க வேண்டும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்த வரம்பிற்குள் இயல்பான செயல்பாட்டை உறுதிசெய்து AC வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்ய வேண்டும்.

4. நடுத்தர மற்றும் பெரிய திறன் கொண்ட ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி அமைப்புகளில், இன்வெர்ட்டர் மின் விநியோகத்தின் வெளியீடு குறைவான சிதைவுடன் கூடிய சைன் அலையாக இருக்க வேண்டும். ஏனெனில் நடுத்தர மற்றும் பெரிய திறன் கொண்ட அமைப்புகளில், சதுர அலை மின்சாரம் பயன்படுத்தப்பட்டால், வெளியீடு அதிக ஹார்மோனிக் கூறுகளைக் கொண்டிருக்கும், மேலும் அதிக ஹார்மோனிக்ஸ் கூடுதல் இழப்புகளை உருவாக்கும். பல ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி அமைப்புகள் தொடர்பு அல்லது கருவி உபகரணங்களுடன் ஏற்றப்படுகின்றன. மின் கட்டத்தின் தரத்தில் உபகரணங்கள் அதிக தேவைகளைக் கொண்டுள்ளன. நடுத்தர மற்றும் பெரிய திறன் கொண்ட ஒளிமின்னழுத்த மின் உற்பத்தி அமைப்புகள் கட்டத்துடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​பொது கட்டத்துடன் மின் மாசுபாட்டைத் தவிர்க்க, இன்வெர்ட்டர் ஒரு சைன் அலை மின்னோட்டத்தையும் வெளியிட வேண்டும்.

இன்வெர்ட்டர் நேரடி மின்னோட்டத்தை மாற்று மின்னோட்டமாக மாற்றுகிறது. நேரடி மின்னோட்ட மின்னழுத்தம் குறைவாக இருந்தால், நிலையான மாற்று மின்னோட்ட மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிர்வெண்ணைப் பெற மாற்று மின்னோட்ட மின்மாற்றி மூலம் அது அதிகரிக்கப்படுகிறது. அதிக திறன் கொண்ட இன்வெர்ட்டர்களுக்கு, அதிக DC பஸ் மின்னழுத்தம் காரணமாக, AC வெளியீட்டிற்கு பொதுவாக மின்னழுத்தத்தை 220V ஆக அதிகரிக்க மின்மாற்றி தேவையில்லை. நடுத்தர மற்றும் சிறிய திறன் கொண்ட இன்வெர்ட்டர்களில், DC மின்னழுத்தம் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக 12V. 24Vக்கு, ஒரு பூஸ்ட் சர்க்யூட் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். நடுத்தர மற்றும் சிறிய திறன் கொண்ட இன்வெர்ட்டர்களில் பொதுவாக புஷ்-புல் இன்வெர்ட்டர் சர்க்யூட்கள், முழு-பிரிட்ஜ் இன்வெர்ட்டர் சர்க்யூட்கள் மற்றும் உயர்-அதிர்வெண் பூஸ்ட் இன்வெர்ட்டர் சர்க்யூட்கள் ஆகியவை அடங்கும். புஷ்-புல் சர்க்யூட்கள் பூஸ்ட் டிரான்ஸ்பார்மரின் நியூட்ரல் பிளக்கை நேர்மறை மின் விநியோகத்துடன் இணைக்கின்றன, மேலும் இரண்டு மின் குழாய்கள் மாற்று வேலை, வெளியீட்டு ஏசி சக்தி, ஏனெனில் பவர் டிரான்சிஸ்டர்கள் பொதுவான நிலத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இயக்கி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகள் எளிமையானவை, மேலும் மின்மாற்றி ஒரு குறிப்பிட்ட கசிவு தூண்டலைக் கொண்டிருப்பதால், அது குறுகிய-சுற்று மின்னோட்டத்தை மட்டுப்படுத்தலாம், இதனால் சுற்றுகளின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது. குறைபாடு என்னவென்றால், மின்மாற்றி பயன்பாடு குறைவாகவும், தூண்டல் சுமைகளை இயக்கும் திறன் மோசமாகவும் உள்ளது.
முழு-பாலம் இன்வெர்ட்டர் சுற்று, புஷ்-புல் சுற்றுகளின் குறைபாடுகளை சமாளிக்கிறது. பவர் டிரான்சிஸ்டர் வெளியீட்டு துடிப்பு அகலத்தை சரிசெய்கிறது, மேலும் வெளியீட்டு ஏசி மின்னழுத்தத்தின் பயனுள்ள மதிப்பு அதற்கேற்ப மாறுகிறது. சுற்று ஒரு ஃப்ரீவீலிங் லூப்பைக் கொண்டிருப்பதால், தூண்டல் சுமைகளுக்கு கூட, வெளியீட்டு மின்னழுத்த அலைவடிவம் சிதைக்கப்படாது. இந்த சுற்றுகளின் தீமை என்னவென்றால், மேல் மற்றும் கீழ் கைகளின் பவர் டிரான்சிஸ்டர்கள் தரையைப் பகிர்ந்து கொள்ளாது, எனவே ஒரு பிரத்யேக டிரைவ் சர்க்யூட் அல்லது தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மின்சாரம் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, மேல் மற்றும் கீழ் பாலம் கைகளின் பொதுவான கடத்தலைத் தடுக்க, ஒரு சுற்று அணைக்கப்பட்டு பின்னர் இயக்கப்படும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும், அதாவது, ஒரு டெட் டைம் அமைக்கப்பட வேண்டும், மேலும் சுற்று அமைப்பு மிகவும் சிக்கலானது.

புஷ்-புல் சர்க்யூட் மற்றும் ஃபுல்-பிரிட்ஜ் சர்க்யூட்டின் வெளியீடு ஒரு ஸ்டெப்-அப் டிரான்ஸ்பார்மரை சேர்க்க வேண்டும். ஸ்டெப்-அப் டிரான்ஸ்பார்மர் அளவில் பெரியதாகவும், செயல்திறன் குறைவாகவும், விலை அதிகமாகவும் இருப்பதால், பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், உயர்-அதிர்வெண் ஸ்டெப்-அப் கன்வெர்ஷன் தொழில்நுட்பம் தலைகீழாக அடையப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது அதிக சக்தி அடர்த்தி இன்வெர்ட்டரை உணர முடியும். இந்த இன்வெர்ட்டர் சர்க்யூட்டின் முன்-நிலை பூஸ்ட் சர்க்யூட் புஷ்-புல் கட்டமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கிறது, ஆனால் வேலை அதிர்வெண் 20KHz க்கு மேல் உள்ளது. பூஸ்ட் டிரான்ஸ்பார்மர் உயர்-அதிர்வெண் காந்த மையப் பொருளை ஏற்றுக்கொள்கிறது, எனவே இது அளவில் சிறியதாகவும் எடை குறைவாகவும் இருக்கும். உயர்-அதிர்வெண் தலைகீழான பிறகு, அது உயர்-அதிர்வெண் மின்மாற்றி மூலம் உயர்-அதிர்வெண் மாற்று மின்னோட்டமாக மாற்றப்படுகிறது, பின்னர் உயர்-மின்னழுத்த நேரடி மின்னோட்டம் (பொதுவாக 300V க்கு மேல்) உயர்-அதிர்வெண் ரெக்டிஃபையர் வடிகட்டி சுற்று மூலம் பெறப்படுகிறது, பின்னர் ஒரு பவர் அதிர்வெண் இன்வெர்ட்டர் சர்க்யூட் மூலம் தலைகீழாக மாற்றப்படுகிறது.

இந்த சுற்று அமைப்புடன், இன்வெர்ட்டரின் சக்தி பெரிதும் மேம்படுத்தப்படுகிறது, இன்வெர்ட்டரின் சுமை இழப்பு அதற்கேற்ப குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் செயல்திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது. சுற்றுகளின் தீமை என்னவென்றால், சுற்று சிக்கலானது மற்றும் நம்பகத்தன்மை மேலே உள்ள இரண்டு சுற்றுகளை விட குறைவாக உள்ளது.

இன்வெர்ட்டர் சர்க்யூட்டின் கட்டுப்பாட்டு சர்க்யூட்

மேலே குறிப்பிடப்பட்ட இன்வெர்ட்டர்களின் முக்கிய சுற்றுகள் அனைத்தும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு சுற்று மூலம் உணரப்பட வேண்டும். பொதுவாக, இரண்டு கட்டுப்பாட்டு முறைகள் உள்ளன: சதுர அலை மற்றும் நேர்மறை மற்றும் பலவீனமான அலை. சதுர அலை வெளியீட்டைக் கொண்ட இன்வெர்ட்டர் பவர் சப்ளை சர்க்யூட் எளிமையானது, குறைந்த விலை, ஆனால் செயல்திறன் குறைவாகவும், ஹார்மோனிக் கூறுகளில் பெரியதாகவும் உள்ளது. . சைன் அலை வெளியீடு என்பது இன்வெர்ட்டர்களின் வளர்ச்சிப் போக்கு. மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், PWM செயல்பாடுகளைக் கொண்ட நுண்செயலிகள் வெளிவந்துள்ளன. எனவே, சைன் அலை வெளியீட்டிற்கான இன்வெர்ட்டர் தொழில்நுட்பம் முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது.

1. சதுர அலை வெளியீட்டைக் கொண்ட இன்வெர்ட்டர்கள் தற்போது பெரும்பாலும் SG 3 525, TL 494 போன்ற பல்ஸ்-அகல பண்பேற்ற ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. SG3525 ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளைப் பயன்படுத்துவதும், பவர் கூறுகளை மாற்றும் சக்தி FETகளைப் பயன்படுத்துவதும் ஒப்பீட்டளவில் அதிக செயல்திறன் மற்றும் விலை இன்வெர்ட்டர்களை அடைய முடியும் என்பதை நடைமுறை நிரூபித்துள்ளது. ஏனெனில் SG3525 பவர் FETகளின் திறனை நேரடியாக இயக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் உள் குறிப்பு மூலத்தையும் செயல்பாட்டு பெருக்கி மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்த பாதுகாப்பு செயல்பாட்டையும் கொண்டுள்ளது, எனவே அதன் புற சுற்று மிகவும் எளிமையானது.

2. சைன் அலை வெளியீட்டைக் கொண்ட இன்வெர்ட்டர் கட்டுப்பாட்டு ஒருங்கிணைந்த சுற்று, சைன் அலை வெளியீட்டைக் கொண்ட இன்வெர்ட்டரின் கட்டுப்பாட்டு சுற்று ஆகியவற்றை INTEL கார்ப்பரேஷனால் தயாரிக்கப்பட்ட 80 C 196 MC மற்றும் மோட்டோரோலா நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட நுண்செயலி மூலம் கட்டுப்படுத்தலாம். MI-CRO CHIP நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட MP 16 மற்றும் PI C 16 C 73 போன்றவை. இந்த ஒற்றை-சிப் கணினிகள் பல PWM ஜெனரேட்டர்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் மேல் மற்றும் மேல் பிரிட்ஜ் ஆர்ம்களை அமைக்கலாம். டெட் டைமில், சைன் அலை வெளியீட்டு சுற்று உணர INTEL நிறுவனத்தின் 80 C 196 MC ஐப் பயன்படுத்தவும், சைன் அலை சமிக்ஞை உருவாக்கத்தை முடிக்க 80 C 196 MC, மற்றும் மின்னழுத்த நிலைப்படுத்தலை அடைய AC வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைக் கண்டறியவும்.

இன்வெர்ட்டரின் பிரதான சுற்றுவட்டத்தில் மின் சாதனங்களின் தேர்வு

முக்கிய சக்தி கூறுகளின் தேர்வுஇன்வெர்ட்டர்மிகவும் முக்கியமானது. தற்போது, ​​அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் மின் கூறுகளில் டார்லிங்டன் பவர் டிரான்சிஸ்டர்கள் (BJT), பவர் ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் (MOS-F ET), இன்சுலேட்டட் கேட் டிரான்சிஸ்டர்கள் (IGB). T) மற்றும் டர்ன்-ஆஃப் தைரிஸ்டர் (GTO) போன்றவை அடங்கும். சிறிய திறன் கொண்ட குறைந்த மின்னழுத்த அமைப்புகளில் அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் சாதனங்கள் MOS FET ஆகும், ஏனெனில் MOS FET குறைந்த ஆன்-ஸ்டேட் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியையும் அதிகத்தையும் கொண்டுள்ளது. IG BT இன் மாறுதல் அதிர்வெண் பொதுவாக உயர்-வோல்டேஜ் மற்றும் பெரிய-கொள்ளளவு அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஏனெனில் மின்னழுத்தத்தின் அதிகரிப்புடன் MOS FET இன் ஆன்-ஸ்டேட் எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது, மேலும் IG BT நடுத்தர-கொள்ளளவு அமைப்புகளில் அதிக நன்மையைப் பெறுகிறது, அதே நேரத்தில் சூப்பர்-லார்ஜ்-கொள்ளளவு (100 kVA க்கு மேல்) அமைப்புகளில், GTO கள் பொதுவாக மின் கூறுகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.