Pertama, prinsip dasar inverter
Inverter adalah perangkat yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik, prinsip utamanya adalah menggunakan karakteristik switching perangkat semikonduktor (seperti tabung efek medan atau thyristor, dll.) untuk mengontrol tegangan catu daya dan Arus melalui peralihan cepat, sehingga mencapai konversi arus searah ke frekuensi dan tegangan arus bolak-balik yang sesuai. Secara khusus, ketika arus searah masukan melewati perangkat semikonduktor di inverter, arus tersebut dibagi menjadi serangkaian sinyal pulsa, yang disaring dan disesuaikan untuk menghasilkan arus bolak-balik dengan frekuensi, amplitudo, dan bentuk gelombang yang sama dengan keluaran yang diinginkan. Inverter banyak digunakan dalam pembangkit listrik tenaga surya, pembangkit listrik tenaga angin, peralatan rumah tangga,
UPS dan bidang lainnya.
Kedua, struktur rangkaian inverter
Struktur rangkaian internal inverter dibagi menjadi dua bagian, yaitu rangkaian kontrol dan rangkaian daya.
Rangkaian kontrol terutama mewujudkan pengaturan sinyal dan kontrol inverter, termasuk kontrol keadaan peralihan thyristor atau tabung efek medan, pembangkitan sinyal pulsa penggerak frekuensi tinggi dan perlindungan fungsi. Rangkaian kendali biasanya terdiri dari mikroprosesor atau papan sirkuit yang kompleks.
Rangkaian daya merupakan komponen inti dari inverter yang mengubah catu daya DC menjadi keluaran AC, meliputi rangkaian penyearah, rangkaian filter, dan rangkaian keluaran inverter. Rangkaian penyearah mengubah arus bolak-balik masukan menjadi arus searah, rangkaian filter menghaluskan arus searah yang disearahkan, dan rangkaian keluaran inverter menggunakan perangkat semikonduktor untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik dengan tegangan, frekuensi, dan bentuk gelombang yang diperlukan.
Struktur sirkuit internal inverter rumit dan memerlukan desain serta proses manufaktur yang ilmiah dan tepat untuk memastikan kinerja dan keamanannya.
Tiga, inverter jembatan penuh
Inverter jembatan penuh adalah rangkaian inverter umum, yang banyak digunakan di industri, penerbangan, kelautan dan bidang lainnya. Prinsip dasarnya adalah mencapai keluaran AC dengan mengganti catu daya DC melalui empat tabung switching (sering menggunakan IGBT atau MOSFET).
Secara khusus, empat tabung switching pada inverter jembatan penuh dapat dibagi menjadi dua kelompok: lengan jembatan atas dan bawah. Lengan jembatan atas terdiri dari dua tabung switching dan titik tengah, dan lengan jembatan bawah juga terdiri dari dua tabung switching dan titik tengah. Dalam setiap setengah siklus, dua tabung switching di salah satu lengan jembatan dinyalakan dan dua tabung switching di lengan jembatan lainnya terputus, yang membuat tegangan DC dari catu daya dihubungkan secara berturut-turut ke output L1 dan L2 di titik tengah, sehingga membentuk setengah siklus AC positif dan negatif.
Dalam pengendalian inverter jembatan penuh, perlu dilakukan kontrol peralihan yang tepat pada keempat tabung peralihan untuk memastikan bahwa tabung tersebut dapat dihidupkan dan dimatikan dengan benar di keadaan yang berbeda. Selain itu, komponen tambahan seperti kapasitor filter dan induktor diperlukan untuk menghaluskan bentuk gelombang keluaran dan mengurangi gangguan transien dan kebisingan.
Singkatnya, inverter jembatan penuh memiliki keunggulan keluaran yang sederhana dan andal, stabil, dll., dan banyak digunakan dalam persyaratan kinerja tinggi.
Keempat, prinsip dan struktur kontrol PWM inverter
Kontrol Modulasi Lebar Pulsa (PWM) adalah salah satu teknologi kontrol utama inverter. Prinsip dasarnya adalah mengatur frekuensi dan amplitudo bentuk gelombang keluaran dengan mengontrol waktu tabung switching.
Secara khusus, kontrol PWM adalah mengubah catu daya DC menjadi serangkaian sinyal pulsa pendek dan mengontrol siklus kerjanya untuk mencapai keluaran AC berkualitas tinggi. Pada inverter digunakan mode kontrol PWM komparatif, yaitu sinyal masukan dibandingkan dengan gelombang Gaussian, sinyal kesalahan dihasilkan, dan sinyal kontrol tabung sakelar inverter dihasilkan sesuai dengan sinyal kesalahan, sehingga sehingga itu dapat mewujudkan modulasi frekuensi tinggi dan menghasilkan bentuk gelombang yang diperlukan. Dalam implementasi konkritnya, pembukaan dan penutupan setiap tabung saklar dapat diselesaikan melalui perhitungan pengontrol dan pengendalian chip PWM.
Struktur kontrol PWM inverter terutama terdiri dari komparator, penguat kesalahan, filter low-pass dan pengontrol PWM. Komparator terutama bertanggung jawab untuk menghasilkan sinyal kesalahan dan memasukkannya ke dalam penguat kesalahan; Penguat kesalahan memperkuat sinyal kesalahan dan mengeluarkan sinyal kontrol PWM. Pengontrol PWM mentransmisikan sinyal PWM ke tabung switching seperti IGBT atau MOSFET untuk mewujudkan kontrol bentuk gelombang keluaran.
Singkatnya, kontrol PWM adalah teknologi penting bagi inverter untuk mencapai keluaran AC berkualitas tinggi, dengan presisi tinggi, stabilitas yang baik, dan karakteristik lainnya, dan telah banyak digunakan dalam pembangkit listrik tenaga surya, kendaraan listrik, dan bidang lainnya.
Kelima, ada beberapa protokol komunikasi utama inverter
Protokol komunikasi utama inverter adalah sebagai berikut:
1, Protokol Modbus: Modbus adalah protokol komunikasi serial umum, yang dapat mewujudkan pertukaran data antar perangkat yang berbeda. Dalam inverter, protokol Modbus dapat mewujudkan pemantauan dan kontrol jarak jauh, termasuk pemantauan daya keluaran inverter, tegangan, arus, dan parameter lainnya secara real-time, dan menyesuaikan bentuk gelombang dan frekuensi keluaran.
2, protokol bus CAN: Protokol bus CAN adalah protokol jaringan berbasis jaringan area luas (WAN), dengan keandalan tinggi, kecepatan tinggi, karakteristik integrasi sistem tinggi. Pada inverter, protokol bus CAN dapat mewujudkan pertukaran data dan kontrol antara beberapa inverter, serta komunikasi dengan perangkat lain.
3, protokol Ethernet: Ethernet adalah protokol jaringan standar berbasis jaringan area lokal (LAN), kecepatan transmisi datanya cepat, fleksibilitas tinggi, mendukung berbagai aplikasi dan karakteristik lainnya, sehingga inverter dapat berkomunikasi melalui Internet, penggunaan antarmuka berbasis web untuk mengatur parameter inverter dan fungsi lainnya.
4, protokol nirkabel Zigbee: Zigbee adalah protokol nirkabel berdaya rendah, yang dapat membangun jaringan yang stabil dan aman di rumah, kantor, dan lingkungan lainnya, mendukung komunikasi langsung antar perangkat target. Pada inverter, penerapan protokol nirkabel Zigbee dapat mewujudkan komunikasi nirkabel antara inverter dan perangkat lain, serta memperluas cakupan pemantauan dan pengendalian.
Singkatnya, protokol komunikasi yang berbeda digunakan dalam inverter untuk mencapai pertukaran data dan kendali jarak jauh dengan cepat dan akurat, memberikan layanan yang lebih efisien dan nyaman kepada pengguna.
Enam, Apa peran utama inverter dalam BMS, apa perannya? Inverter
penyimpanan energi
rumah terutama memainkan peran berikut dalam BMS (sistem manajemen baterai), dan memainkan peran berikut:
1, inverter DC/AC: baterai pada sistem penyimpanan energi rumah menyimpan arus searah, dan arus bolak-balik diperlukan bila rumah menggunakan listrik. Inverter dapat mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik dan menyuplainya ke peralatan listrik rumah tangga atau ke jaringan umum.
2, dukungan jaringan: inverter penyimpanan energi tidak hanya dapat memasok listrik ke rumah, tetapi juga menyalurkan kelebihan energi listrik (diperoleh dari modul fotovoltaik, dll.) ke dalam jaringan. Pada saat yang sama, inverter juga dapat mengatur beban listrik rumah tangga, mengurangi konsumsi daya pada periode puncak, dan mencapai keseimbangan ketinggian lembah.
3, integrasi BMS: Inverter dapat diintegrasikan dengan sistem manajemen baterai (BMS), dengan memantau dan mengendalikan tegangan baterai, arus dan parameter lainnya, untuk mencapai kontrol dan perlindungan sistem penyimpanan energi yang akurat. Misalnya, ketika baterai hampir habis, inverter dapat berhenti menyuplai daya ke jaringan listrik sesuai dengan instruksi BMS untuk menghindari kerusakan baterai dan mempengaruhi masa pakai.
4, penghematan energi dan pengurangan emisi: inverter dapat mengoptimalkan pengendalian beban listrik rumah tangga, mengurangi ketergantungan pada energi fosil tradisional, sehingga mencapai tujuan penghematan energi dan pengurangan emisi serta perlindungan lingkungan. Pada saat yang sama, inverter juga dapat membeli dan menjual listrik pada waktu yang tepat di pasar listrik, sehingga menghemat biaya listrik.
Singkatnya, sebagai salah satu produk inti dari sistem manajemen energi rumah, inverter penyimpanan energi rumah memiliki berbagai fungsi dan peran penting, dan selanjutnya dapat meningkatkan efisiensi dan akurasi kontrol penggunaan energi rumah dengan mengintegrasikannya dengan sistem manajemen baterai. dan perangkat lainnya.
Ketujuh, rangkaian inverter DC-DC
DC-DC pada inverter mengacu pada konverter DC-DC. Dalam inverter, DC-DC terutama digunakan untuk mengatur dan mengubah tegangan masukan untuk memenuhi kebutuhan catu daya inverter dan beban keluarannya. Secara khusus, DC-DC dapat mencapai fungsi berikut:
1, kenaikan dan penurunan tegangan: ketika tegangan masukan inverter lebih rendah dari tegangan keluaran, DC-DC dapat meningkatkan tegangan untuk memastikan pengoperasian normal inverter. Sebaliknya, ketika tegangan masukan lebih tinggi dari tegangan keluaran, DC-DC dapat menurunkan tegangan untuk mengurangi kehilangan daya pada inverter.
2, kontrol arus: DC-DC dapat mencapai kontrol akurat arus keluaran sesuai dengan kebutuhan beban keluaran dengan mengubah frekuensi peralihan dan rasio tugas serta parameter lainnya untuk mencegah dampak kelebihan beban rangkaian atau fluktuasi catu daya pada beban keluaran .
3, penyimpanan energi: DC-DC juga dapat mencapai penyimpanan dan pengelolaan energi, seperti melalui penggunaan baterai, untuk mencapai penyimpanan dan penggunaan kembali energi terbarukan yang dihasilkan oleh energi fotovoltaik atau angin.
4, perlindungan keselamatan: Dalam kelebihan beban inverter, korsleting, tegangan rendah dan keadaan abnormal lainnya, DC-DC dapat segera memutus daya masukan untuk menghindari kerusakan lebih lanjut pada inverter dan beban keluaran.
