Mae gwrthdroyddion yn perthyn i grŵp mawr o drawsnewidyddion statig, sy'n cynnwys llawer ohonyn nhw heddiw.'dyfeisiau sy'n gallu“trosi"paramedrau trydanol mewn mewnbwn, fel foltedd ac amledd, er mwyn cynhyrchu allbwn sy'n gydnaws â gofynion y llwyth.

Yn gyffredinol, mae gwrthdroyddion yn ddyfeisiau sy'n gallu trosi cerrynt uniongyrchol yn gerrynt eiledol ac maent yn eithaf cyffredin mewn cymwysiadau awtomeiddio diwydiannol a gyriannau trydan. Mae pensaernïaeth a dyluniad gwahanol fathau o wrthdroyddion yn newid yn ôl pob cymhwysiad penodol, hyd yn oed os yw craidd eu prif bwrpas yr un peth (trosi DC i AC).

1. Gwrthdroyddion Annibynnol a Chysylltiedig â'r Grid

Yn hanesyddol, mae gwrthdroyddion a ddefnyddir mewn cymwysiadau ffotofoltäig wedi'u rhannu'n ddau brif gategori:

:Gwrthdroyddion annibynnol

:Gwrthdroyddion sy'n gysylltiedig â'r grid

Mae gwrthdroyddion annibynnol ar gyfer y cymwysiadau lle nad yw'r gwaith ffotofoltäig wedi'i gysylltu â'r prif rwydwaith dosbarthu ynni. Mae'r gwrthdroydd yn gallu cyflenwi ynni trydanol i'r llwythi cysylltiedig, gan sicrhau sefydlogrwydd y prif baramedrau trydanol (foltedd ac amledd). Mae hyn yn eu cadw o fewn terfynau wedi'u diffinio ymlaen llaw, gan allu gwrthsefyll sefyllfaoedd gorlwytho dros dro. Yn y sefyllfa hon, mae'r gwrthdroydd wedi'i gyplysu â system storio batri er mwyn sicrhau cyflenwad ynni cyson.

Mae gwrthdroyddion sy'n gysylltiedig â'r grid, ar y llaw arall, yn gallu cydamseru â'r grid trydan y maent wedi'u cysylltu ag ef oherwydd, yn yr achos hwn, mae foltedd ac amledd yn“gorfodwyd"gan y prif grid. Rhaid i'r gwrthdroyddion hyn allu datgysylltu os bydd y prif grid yn methu er mwyn osgoi unrhyw gyflenwad gwrthdro posibl o'r prif grid, a allai gynrychioli perygl difrifol.

Ffigur 1 - Enghraifft o system Annibynnol a system sy'n gysylltiedig â'r Grid. Delwedd trwy garedigrwydd Biblus.

2. Beth yw Rôl y Cynhwysydd Bws

Pwrpas gwrthdröydd yw trawsnewid foltedd tonffurf DC yn signal AC er mwyn chwistrellu pŵer i lwyth (e.e. y grid pŵer) ar amledd penodol a chyda ongl gam fach (φ ≈0). Dangosir cylched symlach ar gyfer Modwleiddio Lled Pwls unipolar (PWM) cam sengl yn Ffigur2 (gellir ymestyn yr un cynllun cyffredinol i system tair cam). Yn y cynllun hwn, mae system PV, sy'n gweithredu fel ffynhonnell foltedd DC gyda rhywfaint o anwythiant ffynhonnell, yn cael ei siapio'n signal AC trwy bedwar switsh IGBT yn gyfochrog â deuodau rhydd-olwyn. Rheolir y switshis hyn wrth y giât trwy signal PWM, sydd fel arfer yn allbwn IC sy'n cymharu ton cludwr (fel arfer ton sin o'r amledd allbwn a ddymunir) a thon gyfeirio ar amledd sylweddol uwch (fel arfer ton triongl ar 5-20kHz). Mae allbwn yr IGBTs yn cael ei siapio'n signal AC sy'n addas i'w ddefnyddio neu i'w chwistrellu i'r grid trwy gymhwyso gwahanol dopolegau o hidlwyr LC.

Cael Dyfynbris

Ffigur 2: Modwleiddio Lled Pwls (PWM) un camgosod gwrthdroydd. Mae'r switshis IGBT, ynghyd â hidlydd allbwn LC, yn siapio'r signal mewnbwn DC yn signal AC defnyddiadwy. Mae hyn yn achosicrychdon foltedd niweidiol ar draws y terfynellau PV. Y bwsMae maint y cynhwysydd wedi'i wneud i leihau'r crychdon hwn.

Mae gweithrediad yr IGBTs yn cyflwyno foltedd crychdonni i derfynell y rhes PV. Mae'r crychdonni hwn yn niweidiol i weithrediad y system PV, gan y dylid cynnal y foltedd enwol a roddir ar y terfynellau ar y pwynt pŵer uchaf (MPP) o'r gromlin IV er mwyn echdynnu'r mwyaf o bŵer. Bydd crychdonni foltedd ar y terfynellau PV yn osgileiddio'r pŵer a echdynnir o'r system, gan arwain at

allbwn pŵer cyfartalog is (Ffigur 3). Ychwanegir cynhwysydd at y bws er mwyn llyfnhau'r crychdonni foltedd.

Ffigur 3: Mae crychdon foltedd a gyflwynir i'r terfynellau PV gan y cynllun gwrthdroi PWM yn symud y foltedd a gymhwysir oddi ar y pwynt pŵer uchaf (MPP) o'r arae PV. Mae hyn yn cyflwyno crychdon yn allbwn pŵer y arae fel bod y pŵer allbwn cyfartalog yn is na'r MPP enwol.

Pennir osgled (brig i frig) y crychdonni foltedd gan yr amledd newid, foltedd PV, cynhwysedd bws, ac anwythiad hidlydd yn ôl:

ble:

VPV yw foltedd DC y panel solar,

Cbus yw cynhwysedd cynhwysydd y bws,

L yw anwythiant yr anwythyddion hidlo,

fPWM yw'r amledd newid.

Mae hafaliad (1) yn berthnasol i gynhwysydd delfrydol sy'n atal gwefr rhag llifo trwy'r cynhwysydd yn ystod gwefru ac yna'n rhyddhau'r egni sydd wedi'i leoli yn y maes trydanol heb unrhyw wrthwynebiad. Mewn gwirionedd, nid oes unrhyw gynhwysydd yn ddelfrydol (Ffigur 4) ond mae'n cynnwys sawl elfen. Yn ogystal â'r cynhwysedd delfrydol, nid yw'r dielectrig yn berffaith wrthiannol ac mae cerrynt gollyngiad bach yn llifo o'r anod i'r catod ar hyd gwrthiant shunt cyfyngedig (Rsh), gan osgoi'r cynhwysedd dielectrig (C). Pan fydd cerrynt trwy'r cynhwysydd yn llifo, nid yw'r pinnau, y ffoiliau, a'r dielectrig yn dargludo'n berffaith ac mae gwrthiant cyfres cyfatebol (ESR) mewn cyfres â'r cynhwysedd. Yn olaf, mae'r cynhwysydd yn storio rhywfaint o egni yn y maes magnetig, felly mae anwythiad cyfres cyfatebol (ESL) mewn cyfres â'r cynhwysedd a'r ESR.

Ffigur 4: Cylchdaith gyfwerth cynhwysydd generig. Cynhwysydd ywwedi'i gyfansoddi o lawer o elfennau nad ydynt yn ddelfrydol, gan gynnwys cynhwysedd dielectrig (C), ymwrthedd siynt anfeidraidd trwy'r dielectrig sy'n osgoi'r cynhwysydd, ymwrthedd cyfres (ESR), ac anwythiad cyfres (ESL).

Hyd yn oed mewn cydran mor syml i bob golwg â chynhwysydd, mae yna nifer o elfennau a all fethu neu ddirywio. Gall pob un o'r elfennau hyn effeithio ar ymddygiad y gwrthdröydd, ar yr ochrau AC a DC. Er mwyn pennu'r effaith y mae dirywiad cydrannau cynhwysydd nad ydynt yn ddelfrydol yn ei chael ar y crychdon foltedd a gyflwynir ar draws y terfynellau PV, efelychwyd gwrthdröydd pont-H unipolar PWM (Ffigur 2) gan ddefnyddio SPICE. Cynhelir y cynwysyddion hidlo a'r anwythyddion ar 250µF a 20mH, yn y drefn honno. Mae'r modelau SPICE ar gyfer yr IGBTs yn deillio o waith Petrie et al. Pennir y signal PWM, sy'n rheoli'r switshis IGBT, gan gymharydd a chylched gymharydd gwrthdroadol ar gyfer y switshis IGBT ochr uchel ac isel, yn y drefn honno. Y mewnbwn ar gyfer y rheolyddion PWM yw ton cludwr sin 9.5V, 60Hz a thon drionglog 10V, 10kHz.