Tecnologia de conversão de potência bidirecional nos inversores da série RA: uma análise técnica abrangente

Arquitetura central e princípios de funcionamento

Os inversores bidirecionais da série RA empregam um sistema avançado de conversão de quatro quadrantes que permite um fluxo de energia sem interrupções em ambas as direções entre os sistemas CC e AC.A arquitetura é constituída por três subsistemas primários:

1. Fase de potência

   • Módulos IGBT de alta eficiência (indicados para corrente contínua de 280 A em RA3000W)

   • Dispersão de calor otimizada com base de alumínio

   • Topologia de ponte ativa dupla para operação bidirecional

2. Sistema de controlo

   • Controlador DSP de 32 bits (série TI C2000)

   • Monitorização em tempo real da tensão/corrente (acurácia ± 0,5%)

   • Geração PWM adaptativa (frequência de comutação de 4-20 kHz)

3. Circuito de protecção

   • Proteção de vários níveis, tal como especificado nas fichas de dados do produto:

     • Input: faixa de 10,5-16VDC

     • Saída: faixa de 180-264VAC

     • Super-temperatura: 95°C, desligamento a 105°C

Modos de funcionamento pormenorizados

1. Modo inversor (conversão CC para AC)

Quando alimentado por bateria (especificações da série RA):

• Entrada de CCO valor da tensão nominal deve ser igual ou superior a: 10.5-16VDC (12.5VDC nominal)

• Processo de conversão:

  1. Fase de reforço DC-DC (12V→400VDC bus)

  2. Inversão CC-CA utilizando modulação SPWM

  3. Filtragem de LC (THD < 3% verificada em ensaios de laboratório)

• Características de saída:

  • Regulação da tensão 220VAC ± 1%

  • Frequência selecionável de 50 Hz/60 Hz

  • Eficiência máxima de conversão de 92%

2Modo de retificação (conversão AC para DC)

Quando ligado à rede para carregamento da bateria:

• Entrada AC:

  • 180-264VAC (conforme as especificações do produto)

  • Faixa de frequências de 47-63 Hz

  • Fator de potência ≥ 0,95

• Processo de cobrança:

  1. Fase activa de PFC (95% de eficiência)

  2. Conversão DC-DC isolada

  3. Carregamento em três fases:

     • Volume: corrente constante de 100 A (série RA máxima)

     • Absorção: 14,8 V de tensão constante

     • Flotação: manutenção de 13,8 V

Principais inovações tecnológicas

1Tecnologia de Transição Seamless

• Mudança de modo < 30 ms (validação em conformidade com a norma EN 62040-3)

• Sincronização de cruzamento zero

• Resposta de detecção de 5 ms para falhas da rede

2Gestão térmica avançada

• Ventilador com dois rolamentos de esferas com regulação de temperatura

• Design de canal de fluxo de ar otimizado (241×345×121mm chassi)

• Modelagem térmica a nível dos componentes:

  • Monitorização da temperatura das junções IGBT

  • Sensores de temperatura de condensadores de ligação CC

3Gestão inteligente da bateria

• Suporta várias químicas (de acordo com o menu do produto):

  • Ácido de chumbo (AGM/Inundado)

  • LiFePO4 (13,8-14,2 V ajustável)

  • NMC (14,4V por defeito)

• Carregamento compensado por temperatura

• Parâmetros configuráveis pelo utilizador (sistema de menus de 17 configurações)

Dados de validação do desempenho

Medições da eficiência de conversão

Tempos de resposta à proteção

Implementações específicas de aplicação

1Sistemas híbridos solares

• Configuração de acoplamento a CC:

  • PV → Bateria (via MPPT)

  • Bateria → Carga (modo inversor)

• Configuração com acoplamento AC:

  • Rede → Bateria (modo retificador)

  • Bateria → Rede (capacidade V2G)

2Energia de reserva de telecomunicações

• Cumprir as normas EN 300132-2

• Função de -40°C a +70°C (versão temp estendida)

• Apoio à operação paralela (até 8 unidades)

3. Armazenamento de energia residencial

• Optimização do tempo de utilização

• Capacidade máxima de barbear

• Comunicação 485/CAN para a integração do sistema

Análise comparativa com as normas do sector

Roteiro de Desenvolvimento Futuro

1. Dispositivos de Potência de Próxima Geração

   • Implementação do MOSFET SiC (eficiência de 95%+)

   • Circuitos integrados de protecção do condutor

2. Características da Grade Inteligente

   • Conformidade com o IEEE 1547-2018

   • Resposta de frequência em watts

   • Regulação de potência reativa de tensão

3. Suporte avançado de bateria

   • Estimação do SOC baseada em IA

   • Equilíbrio a nível celular

   • Algoritmos de previsão da degradação

Os inversores bidirecionais da série RA demonstram desempenho líder no setor através de sua sofisticada arquitetura de conversão de potência, algoritmos de controle precisos e sistemas de proteção robustos.Com especificações verificadas correspondentes aos valores publicados na ficha de dados, estes inversores fornecem uma conversão de potência bidirecional confiável para aplicações de missão crítica nos setores de telecomunicações, residenciais e comerciais.