Какво се случва когато инвертора генерира изходно напрежение 230 V AC? Разбира се обичайното доволство на потребителя от функционалната система в която е инвестирал за да реализира мечтата си за енергийна независимост.

При сервизирането на соларни инвертори се натъкнах на любопитно измерване - когато инвертора произвежда изходното променливо напрежение, измеримо е и паразитно напрежение от порядъка на 240-270 V AC между земя и минус волтаична шина.

Повод за подобно измерване е оплакване от клиенти с дефектирали инвертори, че когато инверторът им работи и им се наложи да работят по фотоволтаичните вериги, усещат токови въздействия върху себе си...

След обстоен анализ на схемотехниката на тези машини - ами да, реално минус волтаичната шина е директно свързана с минус на BUS линията на инвертора - най-важната част, или капацитивния комплект събираш преобраузвана соларна, или акумулаторна енергия до 400-450 V DC. Т.е. единия захранващ клон на изходните igbt двойки транзистори създаващи отрицателната амлитуда на 0 левата и фазовата изходни шини.

Нулевата изходна шина е заземена , а фазовата е филтрирана с Т образен LC филтър към изхода.

Същевременно с производството на изходно напрежение 230 V AC, излишната енергия се преобразува от зарядния DC-DC преобразувател от 420 V DC към 56-58 V DC за заряд на акумулаторите. Минуса на този преобразувател се включва комутируемо от igbt ключ, управляем с импулси с честота 36 kHz, към основната BUS минусова шина.

И какво се случва на практика - върху минус BUS линия се сумира модулиран "сигнал" с носеща честота 36 kHz модулиран от 50Hz, а спрямо земя е достатъчно токоносимо с паразитна амлитуда напрежение.

Какво може да се случи - масово соларните панели са със заземени рамки - т.е. кабелите на волтаичните шини минават в близост до рамките. При влага, сняг, мъгли, дъжд, или обледяване - от местата за куплиране на кабелните волтаични шини към земя е възможна поява на волтова дъга, искрене и в най-драматичния случай когато близостта е голяма и чисто късо съединение. Какво става с инвертора - следва рязко претоварване на DC-DC преобразувателя за заряд и пробив на силовите igbt страна BUS линия. Този пробив създава късо съединение в импуслния трансформатор, което вкарва транзисторите преобразуващи акумулаторното напрежение в режим на "електрожен", който те няма как да понесат и поне единия клон от 8 транзистора се взривява, а понякога се и самозапалва..

Наскоро засякох и още един необичаен и непредвидим от разработчиците гадничък ефект - когато солар няма, т.е. вечер и входната мрежа АС е в режим на заряд/или байпас и товара получава смесено захранване акумулиатори и мрежа, и внезапно входната мрежа спре (т.е. тока от ЕРП прекъсне) - какво се случва - инвертора си произвежда напрежение към вашия товар, но и същевременно паразитното напрежение описано по-горе се опитва да захрани през входа на мрежата "цялото село" ползващо същата фаза...което довежда най-често до изключване на 35А предпазител на входа на мрежата...Това за до 5-6 kW машини - при по-мощните изгаря 60А ултрабърз предпазител... Този ефект поне не води до авария на транзисторни блокове.

Има ли решение - оказва се че когато входнате и изходнате АС портове са с включена земя - тази земя се свързва с корпуса на инвертора и става виртуалната 0 ла за паразитното напрежение. Ако се премахнат кабелите носещи земя към инвертора и се свържат външно - т.е. земя от ЕРП само към земя товар - паразитното напрежение изчезва... Едиствено измеримо е спрямо земя и минус волтаична шина е напрежение от поряъка на 115-130 V АC, получено като сумарни изрезки през купчина защити към корпус. Това напрежение не е токоносимо и не е опасно.

Дали вашата машина го произвежда е лесно установимо - измерете с мултицет на променливо напрежение, когато инвертора ви работи, т.е. произвежда 230V AC, между земя и минус волтаик - ако измерите под 150 VAC, няма от какво да се притеснявате. Но ако видите над 200 V AC, просто махнете земята от вход/изходните клеми в посока инвертор.

Защо се случва това?

Обяснението е просто - в архитектурата на инвертора фабрично са заложени електролитни кондензатори с голям капацитет - от порядъка на десетки хиляди микрофарада, стоящи в паралел на захранващите акумулаторни шини.

Изходното състояние на обезточен електролитен кондензатор е късо съединение - т.е. когато не е под напрежение всеки електролитен кондензатор след обезточването си е напрактика късо съединение.

Включване на акумулатори към инвертор е свързано с мощен токов импулс, който ги зарежда до ниво на напрежение равно на акумулаторното напрежение.

Импулсът е къс по време, но с висок ампераж което предизвикв силна искра и звук наподобяващ гърмеж.

Често се използва при монтаж на инвертори външен DC предпазител над 150А, или шалтер, за да се избегне искрата при включване на кабелите към инвертора.

Но същият звук и искра се получава в контакта на предпазителя/ шалтера. Това често води до заваряване на този контакт при включване и дефектирането му, т.е. става неизползваем.

Може ли да се преоодолее този неприятен ефект?

Да, и то абсолютно елементарно.

Какво е необходимо - една фасунга, една обикновена, с нажежаема жичка, лампа и две кабелчета (дори и със сечение 0.75 мм² ).

Свържете фасунгата с кабелите, а тях свържете паралелно на предпазителя на акумулаторния плюс. Завъртете крушката във фасунгата и сте готови.

Желателно е акумулаторният минус да е свързан директно акумулатор - инвертор.

Какво ще се случи - Крушката ще светне слабо (все пак е 220 волтова, а напрежението е 48 на акумулаторите). След кратко време светлината и постепенно че намалее и изчезне.

Това е индикация, че вече спокойно можете да включите шалтера на акумулатора и няма да последва нито искра, нито стряскащ звук - защото през тази паралелна верига с крушката, вътрешните кондензатори са вече заредени.

Просто и безопасно.