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淺析光伏逆變器的工作原理

2018-11-22
關(guān)鍵詞: 太陽能 光伏逆變器 IGBT管

  光伏逆變器,其英文為PV inverter,是能夠?qū)⒐夥?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/太陽能" target="_blank">太陽能板鎖產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換成為市電頻率交流的逆變器,可以反饋回商用輸電系統(tǒng),或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。光伏逆變器是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡(BOS)之一,可以配合一般交流供電的設(shè)備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能,例如最大功率點(diǎn)追蹤及孤島效應(yīng)保護(hù)的機(jī)能。

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  太陽電池在陽光照射下產(chǎn)生直流電,然而以直流電形式供電的系統(tǒng)有很大的局限性。例如:日光燈、電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等均不能直接用直流電源供電,絕大多數(shù)電動機(jī)械也是如此。此外,當(dāng)供電系統(tǒng)需要升高電壓或降低電壓時,交流系統(tǒng)只需加一個變壓器即可,而在直流系統(tǒng)中升降電壓的技術(shù)就要復(fù)雜得多了。因此,除直接使用直流電源的通信、氣象等特殊用戶外,在供應(yīng)生產(chǎn)生活用電的光伏發(fā)電系統(tǒng)中都需要配備光伏逆變器。

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  光伏逆變器的工作原理

  1、全控型光伏逆變器工作原理:為通常使用的單相輸出的全橋逆變主電路,交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14,并由PWM脈寬調(diào)制控制IGBT管的導(dǎo)通或截止。當(dāng)逆變器電路接上直流電源后,先由Q11、Q14導(dǎo)通,Q1、Q13截止,則電流由直流電源正極輸出,經(jīng)Q11、L或感、變壓器初級線圈圖1-2,到Q14回到電源負(fù)極當(dāng)Q11、Q14截止后,Q12、Q13導(dǎo)通,電流從電源正極經(jīng)Q13、變壓器初級線圈2-1電感到Q12回到電源負(fù)極。此時,在變壓器初級線圈上,已形成正負(fù)交變方波,利用高頻PWM控制,兩對IGBT管交替重復(fù),在變壓器上產(chǎn)生交流電壓。由于LC交流濾波器作用,使輸出端形成正弦波交流電壓。當(dāng)Q11、Q14關(guān)斷時,為了釋放儲存能量,在IGBT處并聯(lián)二級管D11、D12使能量返回到直流電源中去。

  2、半控型光伏逆變器工作原理:半控型逆變器采用晶閘管元件。Th1、Th2為交替工作的晶閘管,設(shè)Th1先觸發(fā)導(dǎo)通,則電流通過變壓器流經(jīng)Th1,同時由于變壓器的感應(yīng)作用,換向電容器C被充電到大的2倍的電源電壓。按著Th2被觸發(fā)導(dǎo)通,因Th2的陽極加反向偏壓Th1截止,返回阻斷狀態(tài)。這樣,Th1與Th2換流,然后電容器C又反極性充電如此交替觸發(fā)晶閘管流交替流向變壓器的初級,在變壓器的次級得到交流電,在電路中,電感L可以限制換向電容C的放電電流,延長放電時間,保證電路關(guān)斷時間大于晶閘管的關(guān)斷時間,而不需容量很大的電容器。D1和D2是2只反饋二極管,可將電感L中的能量釋放,將換向剩余的能量送回電源,完成能量的反饋?zhàn)饔谩?/p>

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