Tecnologia bidirezionale di conversione di potenza negli inverter della serie RA: un'analisi tecnica completa

Architettura di base e principi operativi

Gli inverter bidirezionali della serie RA utilizzano un avanzato sistema di conversione a quattro quadranti che consente un flusso di energia senza soluzione di continuità in entrambe le direzioni tra i sistemi CC e AC.L'architettura è composta da tre sottosistemi primari::

1. Fase di potenza

   • Moduli IGBT ad alta efficienza (indicati per corrente continua di 280A in RA3000W)

   • Dissipazione termica ottimizzata con piastra base in alluminio

   • Topologia di ponte doppio attivo per il funzionamento bidirezionale

2. Sistema di controllo

   • Controller DSP a 32 bit (serie TI C2000)

   • Monitoraggio in tempo reale della tensione/corrente (precisione ± 0,5%)

   • Generazione PWM adattiva (frequenza di commutazione 4-20 kHz)

3. Circuiti di protezione

   • Protezione a più livelli specificata nelle schede di dati del prodotto:

     • Input: intervallo 10,5-16VDC

     • Impostazione: 180-264VAC

     • Soprattemperatura: 95°C, spegnimento a 105°C

Modalità di funzionamento dettagliate

1. Modalità inverter (conversione CC a CA)

Quando alimentato da batteria (specifiche della serie RA):

• Input DC: 10,5-16VDC (12,5VDC nominale)

• Processo di conversione:

  1. Fase di potenziamento DC-DC (12V→400VDC bus)

  2. Inversione CC-CA mediante modulazione SPWM

  3. Filtro LC (THD < 3% verificato in test di laboratorio)

• Caratteristiche di produzione:

  • 220VAC ± 1% di regolazione della tensione

  • Frequenza selezionabile 50Hz/60Hz

  • Efficienza di conversione massima del 92%

2. Modalità rettificatore (conversione CA in CC)

Quando collegato alla rete per la ricarica della batteria:

• Input AC:

  • 180-264VAC (secondo le specifiche del prodotto)

  • Intervallo di frequenza 47-63 Hz

  • ≥ 0,95 fattore di potenza

• Processo di ricarica:

  1. Fase attiva di PFC (efficienza del 95%)

  2. Conversione DC-DC isolata

  3. Carica in tre fasi:

     • Cantiere: 100 A di corrente costante (RA serie max)

     • Assorbimento: 14,8 V di tensione costante

     • Galleggiante: manutenzione 13,8V

Innovazioni tecnologiche chiave

1Tecnologia di transizione senza soluzione di continuità

• < 30 ms di commutazione di modalità (validata secondo la norma EN 62040-3)

• Sincronizzazione a incrocio zero

• Risposta di rilevamento di 5 ms per guasti della rete

2. Gestione termica avanzata

• ventilatore a doppio cuscinetto a sfera a temperatura controllata

• Progettazione ottimizzata del canale di flusso d'aria (241×345×121 mm di telaio)

• Modellazione termica a livello di componente:

  • Monitoraggio della temperatura delle giunzioni IGBT

  • Sensore di temperatura del condensatore DC-link

3. Gestione intelligente della batteria

• Supporta più chimiche (secondo il menu del prodotto):

  • Acido di piombo (AGM/inondato)

  • LiFePO4 (13,8-14,2V regolabile)

  • NMC (14,4V per impostazione predefinita)

• Carica compensata per temperatura

• Parametri configurabili dall'utente (sistema di menu con 17 impostazioni)

Dati di convalida delle prestazioni

Misure dell'efficienza di conversione

Tempi di risposta della protezione

Implementazioni specifiche per applicazioni

1- Sistemi ibridi solari

• Configurazione di accoppiamento CC:

  • PV → batteria (via MPPT)

  • Batteria → carico (modalità inverter)

• Configurazione accoppiata a corrente alternata:

  • Griglia → Batteria (modalità rettificatore)

  • Batteria → Griglia (capacità V2G)

2. Potenza di riserva di telecomunicazione

• Risponde alle norme EN 300132-2

• -40°C a +70°C (versione temp estesa)

• Supporto per il funzionamento parallelo (fino a 8 unità)

3. Immagazzinamento di energia residenziale

• Ottimizzazione del tempo di utilizzo

• Capacità di rasatura massima

• Comunicazione 485/CAN per l'integrazione del sistema

Analisi comparativa con gli standard del settore

Progetto di sviluppo futuro

1. Dispositivi di nuova generazione

   • Implementazione del MOSFET SiC (efficienza target superiore al 95%)

   • Circuiti integrati di protezione del conducente

2. Caratteristiche della griglia intelligente

   • Conformità IEEE 1547-2018

   • Risposta in frequenza-watt

   • Controllo della potenza a tensione reattiva

3. Supporto avanzato della batteria

   • Stima del SoC basata sull'IA

   • Bilanciamento a livello cellulare

   • Algoritmi di previsione del degrado

Gli inverter bidirezionali della serie RA dimostrano prestazioni leader del settore grazie alla loro sofisticata architettura di conversione di potenza, algoritmi di controllo precisi e sistemi di protezione robusti.Con specifiche verificate corrispondenti ai valori pubblicati nella scheda dati, questi inverter forniscono un'affidabile conversione di potenza bidirezionale per applicazioni mission-critical nei settori delle telecomunicazioni, residenziali e commerciali.