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识别光伏逆变器中的关键器件-电感器

发表于:2017-08-03 10:36:16 来源:古瑞瓦特

什么是电感器?

电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器(CHOKE)、电抗器、动态电抗器。

电感器由哪些部分组成?

电感器一般由骨架、绕组、磁心或铁心、屏蔽罩、封装材料、等组成。骨架泛指绕制线圈的支架。将漆包线环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。绕组是指具有规定功能的一组线圈,绕组有单层和多层之分。铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金,铁氧体,非晶,金属磁粉芯等。

电感器在逆变器中的作用是什么?

一台光伏逆变器中,通常有3类电感,交直流共模电感,升压电感,滤波电感。其中,升压电感和滤波电感同属于功率电感,属于发热器件。

共模电感主要起EMI滤波的作用,一方面要滤除外界共模电磁对逆变器的干扰,另一方面又要抑制逆变器本身不向外发出电磁干扰,避免影响电网和同一电磁环境下其他设备的正常工作。


共模电感

光伏组件是直流源,本身不会产生电磁干扰,有些逆变器厂家为了降低成本,取消了逆变器直流EMI共模电感,实际上,由于逆变器功率器件开关速度非常高,会产生较大的共模干扰电流,如果没有直流EMI共模电感,这些干扰电流信号就会传到直流电缆和组件上,这时组件就会像一个天线,产生电磁干扰,影响用户周边家电设备的正常使用,如电视机,收音机等设备受到干扰。

为了提升发电量和优化系统设计,组串式逆变器一般为两级结构,输入电压范围较宽,单相为70-550V,三相为200-1000V。前级为BOOST升压,要配置升压电感,后级为逆变电路,要配置滤波电感,升压电感和滤波电感是功率电感,从工作电流的角度来看,功率电感在其整个工作段内纹波电流相对较大并且工作温度较高,从而对功率电感的直流偏置特性要求较高(尤其是高温时),从而对功率电感的直流偏置特性要求较高(尤其是高温时),一方面,要提高功率电感对应铁氧体材料的高温Bs(饱和磁通密度;另一方面,要降低功率电感铁损,因为功率电感的损耗可以占到光伏系统损耗的20%-40%。


如何降低光伏逆变器中的电感器损耗?

铁损主要由磁性材质的特性所决定。为了减少铁损,必须优化选取高频损耗特性好的材料。磁性材料的损耗优劣关系:铁氧体 < 非晶 < 铁硅铝 < 铁硅 < 纯铁粉芯。在各类磁性材料中,铁硅铝磁粉芯具有分布式气隙、饱和磁感应强度大、宽恒磁导率、高居里温度、在高频下具有极低的损耗,几近为零的磁致伸缩系数,价格适中,使其成为光伏逆变器功率电感器最佳选择。

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