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币安——比特币、以太币以及竞争币等加密货币的交易平台光伏逆变器的结构原理及其分类发布日期:2024-08-13 浏览次数:

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币安——比特币、以太币以及竞争币等加密货币的交易平台光伏逆变器的结构原理及其分类

  通常,把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流,把完成整流功能的电路称为整流电路,把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。如上所述,逆变器有多种类型,因此在选择机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电系统中,逆变器效率的高低是决定太阳能电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。。

  逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成,通过有规则地让开关元件重复开-关(ON-OFF),使直流输入变成交流输出。当然,这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制(SpWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变狭,正弦波中央的电压宽度变宽,并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作,这样形成一个脉冲波列(拟正弦波)。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。

  正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波,在负载中只有很少的谐波损耗,对通信设备干扰小,整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。随着电力电子技术的进步,脉宽调制技术的普及,大容量pWM型正弦波逆变器逐渐成为逆变器的主流产品。以典型的单相全桥式逆变器为例,四个对角的开关功率管以每个对角线的二个开关管为一组,依次导通和关断,在负载二端就产生交替的正负电压,形成交流输出。当此交替导通的频率与负载所需的交流频率相同时,其输出的电压就为方波电压。当开关管以比逆变交流输出电压高许多的频率开关,且每次开关的脉宽按照正弦波的幅值调制时,就变成了正弦波脉宽调制输出的逆变器,加滤波器后其输出的电压波形就是正弦波输出逆变器。

  (IGBT)、可关断型晶闸管(GTO)等作为开关管,而控制部分使用专用型pWM开关集成电路以及带有pWM输出的DSp和单片机芯片。构成一台实用型逆变器需要主功率电路、控制电路和辅助电路(如保护、测量和监控等)。其逆变过程为:光伏阵列或蓄电池输出的直流电进人逆变器直流母线,经开关电路(如桥式电路)将直流电变成正反方向输出的、脉宽为正弦调制的交流脉冲波,此脉宽调制的交流电压经滤波电路变成正弦交流电压输出,如需要升压则外接升压变压器,再经输电线路将交流电力送往负载。pWM调制输出信号频率称作逆变器的调制频率或开关频率,它一般是逆变器输出交流基波频率的十几倍、几十倍到上百倍。典型的逆变器交流输出频率为50Hz,逆变器开关频率可以儿百到儿十千赫。pWM调制的开关频率愈高,则逆变器输出波形谐波愈小,但开关过程带来的功率损耗则愈大,要权衡选取开关管pWM调制的开关频率。

  变频器是由三相整流器、电压源的无源逆变器和控制器构成,由于光伏发电系统所发电力为直流的特殊性,光伏变频器不需要三相整流器,而直接将变频器的直流母线接到光伏发电系统的直流母线上。鉴于光伏电力受光照的自然环境影响较大,直流母线一般要加蓄电池来稳定变频器的运行;在变频器控制端子要加弱电控制信号,不停地调节变频器的设定频率,改变变频器输出功率,以达到与光伏阵列最大功率点跟踪的目的。变频器作为可调节性负载要与光伏阵列的MppT联合控制,在光伏发电系统中,电动机类动力性负荷尽量配合使用变频器,以减少电动机启动电流的冲击,并可以灵活调节电动机负荷。

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