ഇൻവെർട്ടറുകൾ ഒരു വലിയ കൂട്ടം സ്റ്റാറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകളിൽ പെടുന്നു, അവയിൽ ഇന്നത്തെ പലതും ഉൾപ്പെടുന്നു'യുടെ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കഴിയും"മാറ്റുക”വോൾട്ടേജും ആവൃത്തിയും പോലുള്ള ഇൻപുട്ടിലെ ഇലക്ട്രിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകൾ, ലോഡിന്റെ ആവശ്യകതകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഒരു ഔട്ട്പുട്ട് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന്.

പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, ഇൻവെർട്ടറുകൾ നേരിട്ടുള്ള വൈദ്യുതധാരയെ ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റാക്കി മാറ്റാൻ കഴിവുള്ള ഉപകരണങ്ങളാണ്, വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഇലക്ട്രിക് ഡ്രൈവുകളിലും ഇത് വളരെ സാധാരണമാണ്.വ്യത്യസ്‌ത ഇൻവെർട്ടർ തരങ്ങളുടെ വാസ്തുവിദ്യയും രൂപകൽപ്പനയും ഓരോ നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷനും അനുസരിച്ച് മാറുന്നു, അവയുടെ പ്രധാന ഉദ്ദേശ്യത്തിന്റെ കാതൽ ഒന്നുതന്നെയാണെങ്കിലും (DC-ലേക്ക് AC പരിവർത്തനം).

1. സ്റ്റാൻഡലോൺ, ഗ്രിഡ് ബന്ധിപ്പിച്ച ഇൻവെർട്ടറുകൾ

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇൻവെർട്ടറുകൾ ചരിത്രപരമായി രണ്ട് പ്രധാന വിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:

:ഒറ്റപ്പെട്ട ഇൻവെർട്ടറുകൾ

:ഗ്രിഡ് ബന്ധിപ്പിച്ച ഇൻവെർട്ടറുകൾ

പിവി പ്ലാന്റ് പ്രധാന ഊർജ്ജ വിതരണ ശൃംഖലയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടില്ലാത്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ളതാണ് ഒറ്റപ്പെട്ട ഇൻവെർട്ടറുകൾ.പ്രധാന വൈദ്യുത പരാമീറ്ററുകളുടെ (വോൾട്ടേജും ആവൃത്തിയും) സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്ന, ബന്ധിപ്പിച്ച ലോഡുകളിലേക്ക് വൈദ്യുതോർജ്ജം നൽകാൻ ഇൻവെർട്ടറിന് കഴിയും.താൽക്കാലിക ഓവർലോഡിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളെ നേരിടാൻ കഴിയുന്ന, മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച പരിധിക്കുള്ളിൽ ഇത് അവരെ നിലനിർത്തുന്നു.ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, സ്ഥിരമായ ഊർജ്ജ വിതരണം ഉറപ്പാക്കാൻ ഇൻവെർട്ടർ ബാറ്ററി സംഭരണ സംവിധാനവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഗ്രിഡ് ബന്ധിപ്പിച്ച ഇൻവെർട്ടറുകൾക്ക് അവ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രിക്കൽ ഗ്രിഡുമായി സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കാരണം, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, വോൾട്ടേജും ആവൃത്തിയും"ചുമത്തിയത്”പ്രധാന ഗ്രിഡ് വഴി.ഗുരുതരമായ അപകടത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന പ്രധാന ഗ്രിഡിന്റെ സാധ്യമായ റിവേഴ്സ് സപ്ലൈ ഒഴിവാക്കുന്നതിന് പ്രധാന ഗ്രിഡ് പരാജയപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ ഈ ഇൻവെർട്ടറുകൾക്ക് വിച്ഛേദിക്കാൻ കഴിയണം.

ചിത്രം 1 - സ്റ്റാൻഡലോൺ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും ഗ്രിഡ് കണക്റ്റഡ് സിസ്റ്റത്തിന്റെയും ഉദാഹരണം.ബിബ്ലസിന്റെ ചിത്രത്തിന് കടപ്പാട്.

2.ബസ് കപ്പാസിറ്ററിന്റെ പങ്ക് എന്താണ്

ഒരു നിശ്ചിത ആവൃത്തിയിലും ഒരു ചെറിയ ഫേസ് ആംഗിളിലും (ഉദാഹരണത്തിന്, പവർ ഗ്രിഡ്) ഒരു ലോഡിലേക്ക് പവർ കുത്തിവയ്ക്കുന്നതിന് ഡിസി വേവ്ഫോം വോൾട്ടേജിനെ ഒരു എസി സിഗ്നലാക്കി മാറ്റുക എന്നതാണ് ഇൻവെർട്ടറിന്റെ ലക്ഷ്യം.φ ≈0).സിംഗിൾ ഫേസ് യൂണിപോളാർ പൾസ്-വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷനായി (PWM) ഒരു ലളിതമായ സർക്യൂട്ട് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു2 (അതേ പൊതു സ്കീം ത്രീ ഫേസ് സംവിധാനത്തിലേക്ക് നീട്ടാം).ഈ സ്കീമാറ്റിക്കിൽ, ചില സോഴ്‌സ് ഇൻഡക്‌ടൻസുള്ള ഒരു ഡിസി വോൾട്ടേജ് ഉറവിടമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു പിവി സിസ്റ്റം, ഫ്രീ വീലിംഗ് ഡയോഡുകൾക്ക് സമാന്തരമായി നാല് ഐജിബിടി സ്വിച്ചുകളിലൂടെ ഒരു എസി സിഗ്നലായി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.ഈ സ്വിച്ചുകൾ ഗേറ്റിൽ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് PWM സിഗ്നലിലൂടെയാണ്, ഇത് ഒരു കാരിയർ തരംഗത്തെയും (സാധാരണയായി ആവശ്യമുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് ഫ്രീക്വൻസിയുടെ ഒരു സൈൻ തരംഗത്തെയും) ഗണ്യമായ ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു റഫറൻസ് തരംഗത്തെയും (സാധാരണയായി ഒരു ത്രികോണ തരംഗത്തെ) താരതമ്യം ചെയ്യുന്ന ഒരു ഐസിയുടെ ഔട്ട്‌പുട്ടാണ്. 5-20kHz-ൽ).ഐജിബിടികളുടെ ഔട്ട്‌പുട്ട്, എൽസി ഫിൽട്ടറുകളുടെ വിവിധ ടോപ്പോളജികളുടെ പ്രയോഗത്തിലൂടെ ഉപയോഗത്തിനോ ഗ്രിഡ് കുത്തിവയ്പിനോ അനുയോജ്യമായ ഒരു എസി സിഗ്നലായി രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

ഉദ്ധരണി നേടുക

ചിത്രം 2: പൾസ്ഡ് വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻ (PWM) സിംഗിൾ-ഫേസ്ഇൻവെർട്ടർ സജ്ജീകരണം.IGBT സ്വിച്ചുകൾ, LC ഔട്ട്‌പുട്ട് ഫിൽട്ടറിനൊപ്പം, DC ഇൻപുട്ട് സിഗ്നലിനെ ഉപയോഗയോഗ്യമായ AC സിഗ്നലായി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.ഇത് എയെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നുപിവി ടെർമിനലുകളിലുടനീളം ഹാനികരമായ വോൾട്ടേജ് തരംഗങ്ങൾ.ബസ്ഈ അലയൊലി കുറയ്ക്കാൻ കപ്പാസിറ്റർ വലിപ്പം.

IGBT-കളുടെ പ്രവർത്തനം PV അറേയുടെ ടെർമിനലിലേക്ക് ഒരു റിപ്പിൾ വോൾട്ടേജ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു.ഈ അലകൾ പിവി സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് ഹാനികരമാണ്, കാരണം ടെർമിനലുകളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന നാമമാത്ര വോൾട്ടേജ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ പവർ എക്‌സ്‌ട്രാക്‌റ്റുചെയ്യുന്നതിന് IV കർവിന്റെ പരമാവധി പവർ പോയിന്റിൽ (MPP) പിടിക്കണം.പിവി ടെർമിനലുകളിലെ ഒരു വോൾട്ടേജ് റിപ്പിൾ സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്ന വൈദ്യുതിയെ ആന്ദോളനം ചെയ്യും, അതിന്റെ ഫലമായി

കുറഞ്ഞ ശരാശരി പവർ ഔട്ട്പുട്ട് (ചിത്രം 3).വോൾട്ടേജ് റിപ്പിൾ സുഗമമാക്കുന്നതിന് ബസിൽ ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ചേർക്കുന്നു.

ചിത്രം 3: PWM ഇൻവെർട്ടർ സ്കീം PV ടെർമിനലുകളിലേക്ക് അവതരിപ്പിച്ച ഒരു വോൾട്ടേജ് റിപ്പിൾ, PV അറേയുടെ പരമാവധി പവർ പോയിന്റിൽ (MPP) പ്രയോഗിച്ച വോൾട്ടേജിനെ മാറ്റുന്നു.ഇത് അറേയുടെ പവർ ഔട്ട്‌പുട്ടിൽ ഒരു തരംഗത്തെ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, അതിനാൽ ശരാശരി ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ നാമമാത്രമായ MPP-യേക്കാൾ കുറവാണ്.

സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി, പിവി വോൾട്ടേജ്, ബസ് കപ്പാസിറ്റൻസ്, ഫിൽട്ടർ ഇൻഡക്‌ടൻസ് എന്നിവ പ്രകാരം വോൾട്ടേജ് റിപ്പിളിന്റെ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് (പീക്ക് മുതൽ പീക്ക് വരെ) നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു:

എവിടെ:

സോളാർ പാനൽ ഡിസി വോൾട്ടേജാണ് വിപിവി,

ബസ് കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസാണ് Cbus,

എൽ എന്നത് ഫിൽട്ടർ ഇൻഡക്‌ടറുകളുടെ ഇൻഡക്‌ടൻസാണ്,

fPWM എന്നത് സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസിയാണ്.

സമവാക്യം (1) ഒരു അനുയോജ്യമായ കപ്പാസിറ്ററിന് ബാധകമാണ്, അത് ചാർജിംഗ് സമയത്ത് കപ്പാസിറ്ററിലൂടെ ഒഴുകുന്നത് തടയുന്നു, തുടർന്ന് വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഊർജ്ജം യാതൊരു പ്രതിരോധവുമില്ലാതെ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു.വാസ്തവത്തിൽ, ഒരു കപ്പാസിറ്ററും അനുയോജ്യമല്ല (ചിത്രം 4) എന്നാൽ ഒന്നിലധികം ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയതാണ്.ഐഡിയൽ കപ്പാസിറ്റൻസിന് പുറമേ, ഡൈഇലക്‌ട്രിക് തികച്ചും പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതല്ല, കൂടാതെ ഒരു ചെറിയ ലീക്കേജ് കറന്റ് ആനോഡിൽ നിന്ന് കാഥോഡിലേക്ക് ഒരു പരിമിതമായ ഷണ്ട് റെസിസ്റ്റൻസിലൂടെ (Rsh) ഒഴുകുന്നു, ഇത് വൈദ്യുത കപ്പാസിറ്റൻസിനെ (C) മറികടക്കുന്നു.കപ്പാസിറ്ററിലൂടെ കറന്റ് ഒഴുകുമ്പോൾ, പിൻസ്, ഫോയിലുകൾ, ഡൈഇലക്‌ട്രിക് എന്നിവ പൂർണ്ണമായി ചാലകമാകുന്നില്ല, കൂടാതെ കപ്പാസിറ്റൻസിന്റെ ശ്രേണിയിൽ തുല്യമായ സീരീസ് റെസിസ്റ്റൻസ് (ESR) ഉണ്ട്.അവസാനമായി, കപ്പാസിറ്റർ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ കുറച്ച് ഊർജ്ജം സംഭരിക്കുന്നു, അതിനാൽ കപ്പാസിറ്റൻസും ESR ഉം ഉള്ള ശ്രേണിയിൽ തുല്യമായ സീരീസ് ഇൻഡക്‌ടൻസ് (ESL) ഉണ്ട്.

ചിത്രം 4: ഒരു ജനറിക് കപ്പാസിറ്ററിന് തുല്യമായ സർക്യൂട്ട്.ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ആണ്ഡൈഇലക്‌ട്രിക് കപ്പാസിറ്റൻസ് (സി), കപ്പാസിറ്റർ, സീരീസ് റെസിസ്റ്റൻസ് (ഇഎസ്ആർ), സീരീസ് ഇൻഡക്‌ടൻസ് (ഇഎസ്എൽ) എന്നിവയെ മറികടക്കുന്ന ഡൈഇലക്‌ട്രിക്കിലൂടെയുള്ള അനന്തമല്ലാത്ത ഷണ്ട് പ്രതിരോധം ഉൾപ്പെടെ നിരവധി നോൺ-ഐഡിയൽ ഘടകങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

ഒരു കപ്പാസിറ്റർ പോലെ ലളിതമായി തോന്നുന്ന ഒരു ഘടകത്തിൽ പോലും, പരാജയപ്പെടുകയോ ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യുകയോ ചെയ്യുന്ന ഒന്നിലധികം ഘടകങ്ങൾ നിലവിലുണ്ട്.ഈ ഘടകങ്ങളിൽ ഓരോന്നും എസി, ഡിസി വശങ്ങളിൽ ഇൻവെർട്ടറിന്റെ സ്വഭാവത്തെ ബാധിക്കും.പിവി ടെർമിനലുകളിലുടനീളം അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ട വോൾട്ടേജ് റിപ്പിളിൽ നോൺ-ഐഡിയൽ കപ്പാസിറ്റർ ഘടകങ്ങളുടെ ഇഫക്റ്റ് ഡിഗ്രേഡേഷൻ നിർണ്ണയിക്കാൻ, ഒരു PWM യൂണിപോളാർ H-ബ്രിഡ്ജ് ഇൻവെർട്ടർ (ചിത്രം 2) SPICE ഉപയോഗിച്ച് അനുകരിക്കപ്പെട്ടു.ഫിൽട്ടർ കപ്പാസിറ്ററുകളും ഇൻഡക്റ്ററുകളും യഥാക്രമം 250µF, 20mH എന്നിവയിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നു.IGBT-കൾക്കുള്ള SPICE മോഡലുകൾ Petrie et al-ന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നാണ് ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്. IGBT സ്വിച്ചുകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന PWM സിഗ്നൽ യഥാക്രമം ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ IGBT സ്വിച്ചുകൾക്കായി ഒരു കംപാറേറ്ററും ഇൻവെർട്ടിംഗ് കംപാറേറ്റർ സർക്യൂട്ടുമാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.PWM നിയന്ത്രണങ്ങൾക്കുള്ള ഇൻപുട്ട് 9.5V, 60Hz സൈൻ കാരിയർ തരംഗവും 10V, 10kHz ത്രികോണ തരംഗവുമാണ്.