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500KW光伏逆變器IGBT模塊方案對比及關鍵技術

500KW光伏逆變器北京赛车-首页_Welcome,就IGBT模塊而言,根據逆變器的拓撲有多種選擇,每一種方案都有優缺點,總結起來分為四種,單個IGBT模塊,IGBT模塊并聯北京赛车-首页_Welcome,多個逆變橋并聯,IPM模塊(Semikron Skiip系列)。
  • 單個模塊方案主要有單管FZ2400R12HP4*6及半橋模塊CM2500DY-24S*3 ,優點是電路簡單,結構設計方便,體積較少,功率密度大,電氣上不存在IGBT均流和逆變橋均流等問題,驅動芯片只有3組;缺點是IGBT價格比較貴,熱源比較集中北京赛车-首页_Welcome,如果對散熱溫度要求較高,要采用水冷散熱器或者加熱管的散熱器才能達到要求,成本比較高,只有一個電感和濾波電容,在低功率時,THD比較大,總體發電量比較低。
  • 分為兩個250KW的逆變橋并聯,每一相只有一個功率器件北京赛车-首页_Welcome,500K逆變器選用FF1400R12IP4,直流電經過逆變,各自接一個LC濾波,交流接觸器,再匯流進電網,每一個逆變橋可以單獨控制北京赛车-首页_Welcome,當輸入功率不足45%時北京赛车-首页_Welcome,可以關閉其中一個,歐洲效率比較高,低載時THD比較小,整體發電量提高,在陰雨天太陽輻照度低時也能發電,逆變橋并聯需要考慮逆變橋之間均流北京赛车-首页_Welcome北京赛车-首页_Welcome,主要靠軟件實現。
  • 是IGBT并聯方案,每一個橋臂用兩個IGBT并聯,逆變器只用一組LC濾波器北京赛车-首页_Welcome,這種方式總成本稍低,功率密度大,缺點是存在IGBT均流,在多個IGBT并聯使用時,由于功率器件不一致,IGBT驅動電路也不一定特性能保持一致,加上電路布局等的影響,會引起流過各并聯IGBT的電流不均衡,電流大的器件有可能由于過熱而損壞。在實際應用中,要采取以下措施:要使用同一批次的器件,減少器件參數的不一致性,改善靜態均流的效果;共用一路驅動電路,提高器件參數的一致性北京赛车-首页_Welcome,改善動態均流北京赛车-首页_Welcome。Semikron Skiip系列內部也是IGBT模塊并聯北京赛车-首页_Welcome,集成度高,但不利于維護。  
500KW光伏逆變器單個IGBT模塊方案
500KW光伏逆變器單個IGBT模塊方案
500KW光伏逆變器兩個IGBT模塊并聯方案
500KW光伏逆變器兩個IGBT模塊并聯方案
500KW光伏逆變器兩個250KW逆變器并聯方案
500KW光伏逆變器兩個250KW逆變器并聯方案
500KW光伏逆變器多個逆變器并聯方案
500KW光伏逆變器多個逆變器并聯方案
500KW光伏逆變器多個IGBT模塊并聯方案
IGBT并聯和逆變橋并聯比較
(1)      效率比較:最大效率IGBT并聯方案高北京赛车-首页_Welcome,歐洲效率逆變橋并聯方案高北京赛车-首页_Welcome北京赛车-首页_Welcome?偘l電量逆變橋并聯高。
(2)     控制方法:IGBT并聯需要6組PWM,逆變橋并聯需要12組PWM。
(3)     均流:IGBT并聯要考慮器件之間均流,主要靠硬件實現,成本較高北京赛车-首页_Welcome,逆變橋并聯需要考慮逆變橋之間均流北京赛车-首页_Welcome,主要靠軟件實現。
(4)     可移植性:IGBT并聯250K,500K,750K不能移植,需要重新開發,逆變橋并聯可以植移,逆變橋可以共用北京赛车-首页_Welcome。
(5)     結構 :IGBT并聯需要3個散熱器北京赛车-首页_Welcome,三相之間距離較長不對稱,成本稍低北京赛车-首页_Welcome;模組并聯需要6個散熱器,三相之間距離較短對稱性好,成本稍高北京赛车-首页_Welcome。降額設計的依據
500KW系統方 IGBT模塊 價格 散熱 均流 發電量 效率 體積 可靠性 壽命
無并聯 FZ2400R12HP4*6 風冷/水冷
無并聯 CM2500DY-24S*3 風冷
IGBT并聯 FF1400R12IP4*6 風冷 無/有
IGBT并聯 FF600R12ME4*12 風冷 無/有
IGBT并聯 FF450R12ME4*18 風冷 無/有
逆變橋并聯 FF1400R12IP4*6 風冷
IPM模塊 SKiiP2403GB122-4DW 風冷
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