09 febrero 2014

Diseño de un inversor solar de alto voltaje



Los inversores han recibido atención en los últimos años, especialmente en el ámbito de la energía solar, el control de motores y los UPS. La función principal del inversor es convertir la potencia DC en AC usando electrónica de potencia como el IGBT, y MOSFET. Tradicionalmente, muchos sistemas de inversores se implementan por componentes analógicos. Con el desarrollo de los procesadores digitales, más y más microcontroladores de bajo coste y alto rendimiento se han introducido en el mercado. Al mismo tiempo, más y más sistemas de inversores tienden a usar los microcontroladores para implementar el controlador digital, que pueden no solamente simplificar la estructura del sistema sino también mejorar el rendimiento de salida de los inversores.
Hay dos tipos diferentes entre los sistemas de inversores. El primer tipo es el tipo de salida de voltaje que obtiene el voltaje de salida como una fuente de voltaje. Por ejemplo, el inversor en el sistema UPS es un inversor de tipo de voltaje típico. El otro tipo es el tipo de corriente, que produce corriente alterna con un factor de potencia especificado. El inversor de control de motores y el inversor solar son los inversores de tipo de corriente. En este artículo hablamos del inversor de tipo corriente para el sistema solar.
Hasta el presente, muy diferentes topologías de inversores han entrado en el mercado. En este artículo presentamos un demo que usa la topología de puente completo (incluyendo cuatro transistores bipolares de puerta aislada IGBT como diseño de referencia), que es fácil trasplantar al producto real
Los principios básicos
La topología del inversor del tipo de corriente del puente completo se muestra en la figura con la que abrimos el artículo.
Hay muchas estrategias de control (SPWM) de modulación de anchura de pulso sinusoidal para que la topología de puente completo tenga una salida AC. Entre estas estrategias, pueden dividirse en las dos siguientes categorías:
  • Modulación polar simple.
  • Modulación polar dual.

Teoría de modulación polar simple
La modulación polar simple significa que el voltaje en el lado AC del inversor tiene sólo voltaje positivo o negativo.
Bucle de controlador

El BUS DC trabaja como un link entre la parte DC-DC y DC-AC. Cuando el voltaje del bus DC se eleva, el DC-AC incrementa su corriente de salida para mantener el DC BUS a un valor especificado de forma que la potencia de salida del sistema se incrementará.

Componentes básicos de un kit de inversor
Los componentes clave de un kit inversor de ti son los siguientes:
  • Cuatro piezas de 600 V IGBT.
  • Drivers IGBT diseñados al tipo de módulo.
  • Un inductor de 2,5 mH.
  • Dos piezas de relé usadas para controla la conexión grid-tie.
  • El sensor de corriente Hall se usa para sentir la corriente del inductor.

Bibliografía:

High-voltage solar invertir DC-AC Kit
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