ఇన్వర్టర్లు అనేవి స్టాటిక్ కన్వర్టర్ల యొక్క ఒక పెద్ద సమూహానికి చెందినవి, వీటిలో నేటి అనేక కన్వర్టర్లు ఉన్నాయి.'s పరికరాలు చేయగలవు"మార్చండి”లోడ్ యొక్క అవసరాలకు అనుకూలమైన అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ వంటి విద్యుత్ పారామితులను ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకోవడం.

సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఇన్వర్టర్లు అనేవి డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మార్చగల పరికరాలు మరియు ఇవి పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ అప్లికేషన్లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌లలో చాలా సాధారణంగా కనిపిస్తాయి. వాటి ప్రధాన ఉద్దేశ్యం ఒకటే (DC నుండి AC మార్పిడి) అయినప్పటికీ, వివిధ రకాల ఇన్వర్టర్ల నిర్మాణం మరియు రూపకల్పన ప్రతి నిర్దిష్ట అప్లికేషన్‌కు అనుగుణంగా మారుతుంది.

1.స్టాండ్‌అలోన్ మరియు గ్రిడ్-కనెక్టెడ్ ఇన్వర్టర్లు

ఫోటోవోల్టాయిక్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే ఇన్వర్టర్లు చారిత్రాత్మకంగా రెండు ప్రధాన వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి:

:స్టాండ్‌అలోన్ ఇన్వర్టర్లు

:గ్రిడ్-కనెక్టెడ్ ఇన్వర్టర్లు

PV ప్లాంట్ ప్రధాన విద్యుత్ పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌కు అనుసంధానించబడని అప్లికేషన్‌ల కోసం స్టాండ్‌అలోన్ ఇన్వర్టర్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ ఇన్వర్టర్, అనుసంధానించబడిన లోడ్‌లకు విద్యుత్ శక్తిని సరఫరా చేయగలదు, అదే సమయంలో ప్రధాన విద్యుత్ పారామితుల (వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ) స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. ఇది వాటిని ముందుగా నిర్వచించిన పరిమితులలో ఉంచుతుంది, తద్వారా తాత్కాలిక ఓవర్‌లోడింగ్ పరిస్థితులను తట్టుకోగలదు. ఈ పరిస్థితిలో, స్థిరమైన విద్యుత్ సరఫరాను నిర్ధారించడానికి ఇన్వర్టర్‌ను ఒక బ్యాటరీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌తో జతచేస్తారు.

మరోవైపు, గ్రిడ్‌కు అనుసంధానించబడిన ఇన్వర్టర్లు తాము అనుసంధానించబడిన విద్యుత్ గ్రిడ్‌తో సమకాలీకరించగలవు, ఎందుకంటే ఈ సందర్భంలో వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ"విధించబడింది”ప్రధాన గ్రిడ్ ద్వారా. ప్రధాన గ్రిడ్ విఫలమైనప్పుడు, తీవ్రమైన ప్రమాదానికి దారితీయగల ఏదైనా రివర్స్ సరఫరాను నివారించడానికి ఈ ఇన్వర్టర్లు డిస్‌కనెక్ట్ చేయగలగాలి.

పటం 1 - స్వతంత్ర వ్యవస్థ మరియు గ్రిడ్-అనుసంధానిత వ్యవస్థకు ఉదాహరణ. చిత్ర సౌజన్యం: బిబ్లస్.

2. బస్ కెపాసిటర్ పాత్ర ఏమిటి?

ఒక ఇన్వర్టర్ యొక్క ఉద్దేశ్యం, ఒక DC తరంగరూప వోల్టేజ్‌ను AC సిగ్నల్‌గా మార్చి, ఒక నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద మరియు ఒక చిన్న ఫేజ్ యాంగిల్‌తో లోడ్‌లోకి (ఉదా: పవర్ గ్రిడ్) శక్తిని పంపడం.φ ≈0). సింగిల్ ఫేజ్ యూనిపోలార్ పల్స్-విడ్త్ మాడ్యులేషన్ (PWM) కోసం సరళీకృత సర్క్యూట్ పటంలో చూపబడింది.2 (ఇదే సాధారణ పథకాన్ని త్రీ ఫేజ్ సిస్టమ్‌కు కూడా విస్తరించవచ్చు). ఈ స్కీమాటిక్‌లో, కొంత సోర్స్ ఇండక్టెన్స్‌తో కూడిన DC వోల్టేజ్ సోర్స్‌గా పనిచేసే ఒక PV సిస్టమ్, ఫ్రీవీలింగ్ డయోడ్‌లకు సమాంతరంగా ఉన్న నాలుగు IGBT స్విచ్‌ల ద్వారా AC సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది. ఈ స్విచ్‌లు గేట్ వద్ద ఒక PWM సిగ్నల్ ద్వారా నియంత్రించబడతాయి. ఈ PWM సిగ్నల్ సాధారణంగా ఒక IC యొక్క అవుట్‌పుట్ అయి ఉంటుంది. ఈ IC, ఒక క్యారియర్ వేవ్‌ను (సాధారణంగా కావలసిన అవుట్‌పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క సైన్ వేవ్) మరియు గణనీయంగా అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద ఉన్న ఒక రిఫరెన్స్ వేవ్‌ను (సాధారణంగా 5-20kHz వద్ద ట్రయాంగిల్ వేవ్) పోలుస్తుంది. IGBTల యొక్క అవుట్‌పుట్, వివిధ రకాల LC ఫిల్టర్ల టోపోలాజీలను ఉపయోగించడం ద్వారా, గ్రిడ్ ఇంజెక్షన్ కోసం అనువైన AC సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది.

కొటేషన్ పొందండి

పటం 2: పల్స్డ్ విడ్త్ మాడ్యులేషన్ (PWM) సింగిల్-ఫేజ్ఇన్వర్టర్ సెటప్. IGBT స్విచ్‌లు, LC అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్‌తో కలిసి, DC ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్‌ను ఉపయోగపడే AC సిగ్నల్‌గా మారుస్తాయి. ఇది ప్రేరేపిస్తుందిPV టెర్మినల్స్ అంతటా హానికరమైన వోల్టేజ్ రిపుల్. బస్ఈ రిపుల్‌ను తగ్గించడానికి కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని నిర్ణయిస్తారు.

IGBTల పనితీరు PV శ్రేణి యొక్క టెర్మినల్‌పై రిపుల్ వోల్టేజ్‌ను కలుగజేస్తుంది. ఈ రిపుల్ PV వ్యవస్థ యొక్క పనితీరుకు హానికరం, ఎందుకంటే అత్యధిక శక్తిని సంగ్రహించడానికి టెర్మినల్స్‌కు వర్తించే నామినల్ వోల్టేజ్‌ను IV కర్వ్ యొక్క గరిష్ట శక్తి బిందువు (MPP) వద్ద ఉంచాలి. PV టెర్మినల్స్‌పై వోల్టేజ్ రిపుల్ వ్యవస్థ నుండి సంగ్రహించబడిన శక్తిని డోలనం చేస్తుంది, దీని ఫలితంగా

తక్కువ సగటు పవర్ అవుట్‌పుట్ (పటం 3). వోల్టేజ్ రిపుల్‌ను సున్నితంగా చేయడానికి బస్‌కు ఒక కెపాసిటర్ జోడించబడింది.

పటం 3: PWM ఇన్వర్టర్ విధానం ద్వారా PV టెర్మినల్స్‌పై ప్రవేశపెట్టబడిన వోల్టేజ్ రిపుల్, అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ను PV శ్రేణి యొక్క గరిష్ట పవర్ పాయింట్ (MPP) నుండి పక్కకు జరుపుతుంది. ఇది శ్రేణి యొక్క పవర్ అవుట్‌పుట్‌లో ఒక రిపుల్‌ను ప్రవేశపెడుతుంది, తద్వారా సగటు అవుట్‌పుట్ పవర్ నామినల్ MPP కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ రిపుల్ యొక్క వ్యాప్తి (పీక్ టు పీక్) స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ, PV వోల్టేజ్, బస్ కెపాసిటెన్స్ మరియు ఫిల్టర్ ఇండక్టెన్స్ ద్వారా ఈ క్రింది విధంగా నిర్ణయించబడుతుంది:

ఎక్కడ:

VPV అనేది సోలార్ ప్యానెల్ DC వోల్టేజ్,

Cbus అనేది బస్ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్,

L అనేది ఫిల్టర్ ఇండక్టర్ల ఇండక్టెన్స్,

fPWM అనేది స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ.

సమీకరణం (1) ఒక ఆదర్శ కెపాసిటర్‌కు వర్తిస్తుంది, ఇది ఛార్జింగ్ సమయంలో కెపాసిటర్ గుండా చార్జ్ ప్రవహించకుండా నిరోధిస్తుంది మరియు తరువాత విద్యుత్ క్షేత్రంలో ఉన్న శక్తిని నిరోధం లేకుండా డిశ్చార్జ్ చేస్తుంది. వాస్తవానికి, ఏ కెపాసిటర్ కూడా ఆదర్శవంతమైనది కాదు (పటం 4), కానీ బహుళ మూలకాలతో కూడి ఉంటుంది. ఆదర్శ కెపాసిటెన్స్‌తో పాటు, డైఎలెక్ట్రిక్ సంపూర్ణంగా నిరోధకతను కలిగి ఉండదు మరియు ఒక చిన్న లీకేజ్ కరెంట్, డైఎలెక్ట్రిక్ కెపాసిటెన్స్ (C)ను దాటుకుంటూ, ఒక పరిమిత షంట్ రెసిస్టెన్స్ (Rsh) వెంట యానోడ్ నుండి కాథోడ్‌కు ప్రవహిస్తుంది. కెపాసిటర్ గుండా కరెంట్ ప్రవహిస్తున్నప్పుడు, పిన్‌లు, ఫాయిల్స్ మరియు డైఎలెక్ట్రిక్ సంపూర్ణంగా వాహకతను కలిగి ఉండవు మరియు కెపాసిటెన్స్‌కు శ్రేణిలో ఒక తుల్య శ్రేణి నిరోధం (ESR) ఉంటుంది. చివరగా, కెపాసిటర్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో కొంత శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది, కాబట్టి కెపాసిటెన్స్ మరియు ESRకు శ్రేణిలో ఒక తుల్య శ్రేణి ఇండక్టెన్స్ (ESL) ఉంటుంది.

పటం 4: ఒక సాధారణ కెపాసిటర్ యొక్క తుల్య వలయం. కెపాసిటర్ అనేదిడైఎలెక్ట్రిక్ కెపాసిటెన్స్ (C), కెపాసిటర్‌ను బైపాస్ చేసే డైఎలెక్ట్రిక్ గుండా వెళ్లే అనంతం కాని షంట్ రెసిస్టెన్స్, సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ (ESR), మరియు సిరీస్ ఇండక్టెన్స్ (ESL) వంటి అనేక ఆదర్శరహిత మూలకాలతో కూడి ఉంటుంది.

కెపాసిటర్ వంటి చాలా సరళంగా కనిపించే భాగంలో కూడా, విఫలమయ్యే లేదా క్షీణించే అనేక అంశాలు ఉంటాయి. ఈ అంశాలలో ప్రతి ఒక్కటీ ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రవర్తనను AC మరియు DC వైపులా ప్రభావితం చేయగలదు. ఆదర్శరహిత కెపాసిటర్ భాగాల క్షీణత, PV టెర్మినల్స్ అంతటా ఏర్పడే వోల్టేజ్ రిపుల్‌పై చూపే ప్రభావాన్ని నిర్ధారించడానికి, SPICE ఉపయోగించి ఒక PWM యూనిపోలార్ H-బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ (పటం 2) సిమ్యులేట్ చేయబడింది. ఫిల్టర్ కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్లు వరుసగా 250µF మరియు 20mH వద్ద ఉంచబడ్డాయి. IGBTల కోసం SPICE నమూనాలు పెట్రీ మరియు ఇతరుల పరిశోధనల నుండి తీసుకోబడ్డాయి. IGBT స్విచ్‌లను నియంత్రించే PWM సిగ్నల్, హై మరియు లో-సైడ్ IGBT స్విచ్‌ల కోసం వరుసగా ఒక కంపారేటర్ మరియు ఇన్వర్టింగ్ కంపారేటర్ సర్క్యూట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. PWM నియంత్రణల కోసం ఇన్‌పుట్‌లు 9.5V, 60Hz సైన్ క్యారియర్ వేవ్ మరియు 10V, 10kHz ట్రయాంగులర్ వేవ్.