Das Kontrollsystem einer reiner Sinus-Wechselrichter ist einer seiner Kernbestandteile. Es verwendet hochentwickelte Schaltkreise und Algorithmen, um sicherzustellen, dass der Wechselrichter Gleichstrom stabil und effizient in reinen Sinuswellen-Wechselstrom umwandeln kann.
Mikrocontroller oder digitaler Signalprozessor (DSP)
Reine Sinus-Wechselrichter sind in der Regel mit einem Mikrocontroller oder digitalen Signalprozessor ausgestattet, der den Steueralgorithmus ausführt und die verschiedenen Funktionen des Wechselrichters verwaltet. Diese Prozessoren verfügen über ein hohes Maß an Rechenleistung und Programmierbarkeit, wodurch sie sich an unterschiedliche Betriebsbedingungen und Lastanforderungen anpassen können.
Steueralgorithmus
Der Kern des Steuersystems ist der Steueralgorithmus, dessen Ziel darin besteht, die Eingangs-Gleichstromversorgung und die Ausgangs-Wechselstromlast zu überwachen und den Arbeitsstatus des Schaltgeräts dynamisch anzupassen, um die erforderliche Ausgangswellenform aufrechtzuerhalten. Zu den gängigen Steuerungsalgorithmen gehören die Proportional-Integral-Derivative-Steuerung (PID) und die erweiterte modellprädiktive Steuerung (MPC). Diese Algorithmen arbeiten mit den Sensoren des Wechselrichters zusammen, um die Ausgangswellenform in Echtzeit an den Lastbedarf anzupassen.
PWM-Modulationstechnologie
Die Pulsweitenmodulationstechnologie (PWM) ist ein wichtiger Bestandteil der Steuerung, die in reinen Sinuswellen-Wechselrichtern erreicht wird. Das Steuerungssystem nutzt die PWM-Technologie, um hochfrequente Impulssignale zu erzeugen, indem es die Einschaltzeit des Schaltgeräts anpasst. Der Mittelwert dieser Signale bildet die Ausgangswellenform des Wechselrichters. Das Steuerungssystem passt die Parameter der PWM nach Bedarf an, um die gewünschte Ausgangsfrequenz und -amplitude zu erreichen.
Überwachung von Ausgangsstrom und Spannung
Um sicherzustellen, dass der vom Wechselrichter ausgegebene Strom und die Spannung den festgelegten Standards entsprechen, wird das Steuerungssystem mit Strom- und Spannungssensoren ausgestattet. Diese Sensoren liefern die notwendigen Rückmeldungsinformationen an das Steuerungssystem, indem sie Strom- und Spannungsänderungen in Echtzeit überwachen, um die Parameter der PWM anzupassen und die Stabilität des Ausgangs aufrechtzuerhalten.
Frequenz- und Phasensperre
Für einige Anwendungen, wie zum Beispiel Wechselrichter, die an das Stromnetz angeschlossen sind, ist die Frequenz- und Phasensynchronisation von entscheidender Bedeutung. Das Steuerungssystem sorgt dafür, dass Frequenz und Phase des Wechselrichterausgangs mit dem Netz synchronisiert werden, indem es Technologien wie den Phasenregelkreis (PLL) nutzt, um den Wechselrichter nahtlos mit dem Netz zu verbinden.
Kommunikationsschnittstellen und smarte Funktionen
Moderne reine Sinus-Wechselrichter verfügen in der Regel über Kommunikationsschnittstellen wie serielle Kommunikationsschnittstellen (RS485, Modbus) oder drahtlose Kommunikation (Wi-Fi, Bluetooth), um die Integration und Überwachung mit anderen Systemen zu ermöglichen. Darüber hinaus sind einige Wechselrichter mit intelligenten Funktionen wie automatischer Lasterkennung, adaptiver Anpassung und Fernüberwachung ausgestattet, um die Bedienbarkeit und Flexibilität der Anlage zu verbessern.
Fehlererkennungs- und Schutzmechanismus
Das Steuerungssystem ist außerdem dafür verantwortlich, den Betriebszustand des Wechselrichters zu überwachen und geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen, wenn ein Fehler oder eine ungewöhnliche Situation auftritt. Zu den gängigen Schutzmechanismen gehören Überlastschutz, Kurzschlussschutz, Übertemperaturschutz usw. Diese Mechanismen stellen sicher, dass der Wechselrichter unter extremen Bedingungen sicher arbeiten kann und verhindern Geräteschäden.
