Типы сетевых инверторов

Инвертор, управляемый сетью

Одним из самых простых инверторов, управляемых сетью, является инвертор мостовой схемы с тиристорами. Это одни из первых используемых схем инверторов, которые также используются в настоящее время для больших солнечных электростанций. Правда очень ограниченно.

Инвертор

Такой инвертор использует напряжение внешней сети для переключения ключей (тиристоров). Известно, что тиристор закрывается при подаче на него напряжения с обратным знаком. Каждая пара тиристоров мостовой схемы включается с начала в одном направлении, передавая постоянный ток. Затем включается другая пара тиристоров обеспечивая закрытие первой пары. В момент переключения энергия сохраняется в конденсаторе, который подключен параллельно входу от солнечной батареи. Тиристор можно только включить, но нельзя его выключить сигналом. Он выключается при нулевом или обратном напряжении. Таким образом эта схема называется инвертор, управляемый сетью. Что означает то, что он не может работать при исчезновении сети. Сама внешняя сеть частично берет на себя функции по переключению мостовой тиристорной схемы.

Сетевой self-commutated инвертор с низкочастотным трансформатором.

Термин self-commutated означает что генерация периодического сигнала происходит за счет переключения мостовой транзисторной схемы контроллером инвертора и без участия внешней сети. Магнитное поле трансформатора, который работает с частотой сети 50 Гц разделяет схему постоянного тока и внешнюю сеть. Конечно, под схемой постоянного тока понимается и мостовая схема, создающая переменный ток на вход трансформатора. Просто эта схема развязывает внешнюю сеть и инвертор.

В состав инвертора входят:

• Контроллер мостовой схемы переключения. Он формирует сложный сигнал ШИМ модуляцией приближая исходный сигнал к синусоидальному. А также согласовывает частоту и фазу вырабатываемой синусоиды для согласования с внешней сетью.

• Сетевой трансформатор. Передает энергию в сеть.

• Мостовая схема с транзисторами.

• Устройство поиска точки максимальной мощности - MPPT. Устройство отслеживает выдачу максимальной мощности в сеть электрической энергии вырабатываемой солнечной батареей.

• Устройство мониторинга внешней сети. Отслеживает амплитуды фазы частоты внешней цепи для корректировки работы контроллера.

 

Состав инвертора

Так как инвертор электрически разделен с внешней сетью возможно заземление его полюса. Что предотвращает такие неприятные явления как PID деградацию. Безусловно он служит и для повышения амплитудного значения напряжения как всякий трансформатор.

К недостаткам относится потери на трансформаторе. Большой вес и стоимость трансформатора тоже являются недостатками.

Сетевой self-commutated инвертор с высокочастотным трансформатором.

Высокочастотный трансформатор в настоящее время имеет частоту от 10 до 50 кГц. Эти трансформаторы, по сравнению с низкочастотными, имеют меньшие потери, меньшие размеры и меньшую стоимость. Однако их схема более сложна так что разница в цене с низкочастотными инверторами невысока. Повторюсь, что трансформаторы нужны для повышения напряжения от солнечных батарей для выдачи энергии в сеть.

Сетевой безтрансформаторный инвертор

безтрансформаторный инвертор

В настоящее время широко применяются безтрансформаторные инверторы. Отсутствие трансформатора снизило потери, вес и стоимость изделия. Но электрическая энергия, вырабатываемая солнечными модулями, поступает напрямую в сеть. При этом напряжение, создаваемое модулями должно быть выше, чем во внешней сети. В противном случае необходимо использовать DC-DC устройство повышающее напряжение выше напряжения сети. Это DC-DC устройство в какой-то степени аналог трансформатора. Так как сеть и инверторы электрически связаны (говорят гальванически связаны) могут возникать ситуации короткого замыкания при переключении транзисторов мостовой схемы, либо выходе их из строя. Это предъявляет к безтрансформаторным инверторам повышенные требования безопасности. Применяются специальные устройства контроля утечки тока (RCD), универсальные устройства мониторинга тока в цепи постоянного и внешней цепи. Более строгие требования предъявляются так же к защите от помех.

На нашем сайте вы можете приобрести как сетевые, так и гибридные инверторы. Каталог инвертором здесь.

Дата публикации: 19.04.2020