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浅谈“非主流”光伏技能(十四):逆变器寿数与温度环亚娱乐ag88

2019-03-17 18:00

  浅谈“非主流”光伏技能(十四):逆变器寿数与温度

  业界都知道光伏电站寿数要抵达25年,这个“概念”。可是这个“概念”却无法得知出处。本文将从光伏电站中心--逆变器的牢靠性规划的视点动身,去证明逆变器的寿数。

  逆变器归于电力电子产品,特别是组串式逆变器,咱们能够把它认为是一台电视机、一台电冰箱。7、80年代出生人,对自己家的家用电器应该浮光掠影。那个年代,家里的日本产的电视机、电冰箱都用到了21世纪初。跨度抵达了20年,所以,一个电力电子产品规划和运用寿数抵达20并不是一个“概念”。笔者从前见过SMA的sun boy 3kw逆变器用了12年,仍旧簇新。

  可是上述产品都安装在室内,运用环境相当好。

  1.1 “产品的牢靠性”学科的来历

  产品牢靠性是一个科学体系,是一门学科。其前身是伴随着军工和兵器工业的开展而诞生和开展。具有代表性的事情是,德国发射的火箭不牢靠及美国的航空无线电设备不能正常作业。德国运用V-2火箭突击伦敦,有80枚火箭没有起飞就爆破,还有的火箭没有抵达目的地就掉落;美国其时的航空无线电设备有60%不能正常作业,其电子设备在规则的运用期限内仅有30%的时刻能有用作业。二战期间,因牢靠性引起的飞机丢失惨重,丢失飞机2100架,是被击落飞机的1.5倍。

  1939年瑞典人威布尔为了描绘资料的疲劳强度而提出了威布尔散布,后来成为牢靠性最常用的散布之一。德国的V-1火箭是第一个运用体系牢靠性理论核算的飞行器。德国在研发V-1火箭后期,提出用串联体系理论,得出火箭体系牢靠度等于一切元器件、零部件乘积的定论。依据可选性乘积规律,核算出该火箭牢靠度为0.75。而电子管的可选性太差是导致美国航空无线电设备牢靠性问题的最大要素。所以美国在1943年建立建立电子管研讨委员会,专门研讨电子管的牢靠性问题。

  所以咱们今日看到的产品牢靠性评价陈述中引证的规范都是军用规范就家常便饭了。比方咱们国家的电子产品评价体系中,引证的规范都是军标--GJB/Z299B-98(国军标);MIL-HDBK(美军标)。

  2.逆变器的首要组成和寿数

  逆变器首要由印刷线路板、IGBT、直流母线电容器、液晶显示屏幕组成。为什么这样分类,首要是从部件寿数的视点动身。大部分的电阻、电感、电容都焊接到了印刷线路板上,所以这些元器件的能够归为一类。IGBT是开关元器件,也是焊接在线路板上面,比较耐高温,原则上也能够归类于印刷线路板。母线电容的寿数与温度和电压有很直接的联系,所以单列出来。液晶屏幕是整个逆变器的最易损件,寿数最短,也需求单列。(许多厂家逆变器都没有液晶显示屏幕,就是考虑了产品的牢靠性。)

  2.1直流母线电容的寿数估计

  依据NCC电容寿数核算公式:

  

blob.png

 

  

此处:LX=预期电容寿数(小时)

  L0=电容标称寿数(3000小时)

  T0=电容标称的额外作业温度(105度)

  T=电容实践作业温度

  

blob.png

 

  

T=75,为逆变器在45度环境温度下测验的最大电容温度;

  假如一天逆变器满载作业4小时,则电容的寿数:

  =24000/4/365=16.4年

  假如一天逆变器满载作业6小时,则电容的寿数:

  =24000/6/365=10.9年

  金属薄膜电容器具有高储能密度、造价低、软失效等特性,它是由两张单面蒸涂薄金属(铝或铝合金)的有机膜绕卷而成的,因为膜带有杂质或缺点的区域,这些区域的耐电强度较低,构成“电缺点”。在外施电压不断效果下,电缺点处薄膜会先被击穿而构成放电通道,在薄膜被击穿的一起,电荷经过击穿点构成大电流,引起部分高温,击穿点处的薄金属层会敏捷蒸腾并向外扩散使绝缘康复,这种特性即为电容器的“自愈”。电容器不断“自愈”的结果是,电容器电容值不断下降,当超越初始容值的5%时,电容器容值不再满足要求,发作退化失效。除了退化型失效外,电容器还可能被击穿(对外呈短路状况)该失效方法是突发型的,这种突发失效可能

  受电容器容值影响,电容器不断自愈容值下降后,其被击穿的可能性添加。

  所以薄膜电容的失效或者说毛病与电压凹凸和运用温度有很大的联系。

  2.2 印刷线路板与IGBT

  电子产品的失效产生于不良的规划、元件失效及生产过程工艺问题,而现在电子产品的拼装方法首要以外表贴装焊接(SMT)、通孔插装焊接(THT)或两者的混合工艺为首要安装方法,在拼装件的根本构成中,元件、PCB、互连焊点三者都相关着产品的质量与牢靠性。

  现在电子产品的失效方法首要有两大类。

  一类是组成产品的元器件在必定的温度、湿度、EOS等环境中的功用失效,导致整个产品电气功用失效.

  另一类就是在产品中起互联效果的焊点失效,电子电路中电气信号的疏通、机械衔接的牢靠将完全由互连焊点保证,焊点失效可能导致整个电子电路瘫痪。

  就IBGT而言,IGBT有着比较好的高温特性,能够看做一个开关。现在很少有传闻IBGT元器件自身失效的问题。那么这儿也能够把IGBT归为一般的元器件。

  总结起来,印刷线路的失效就是元器件自身,和焊接点失效两种。

  2.3 液晶屏失效

  液晶屏失效的品种能够说是形形色色。笔者见过许多毛病。

  首先是按键毛病:

  市面上大部分的逆变器都是按键操作的,这种毛病往往就是接触不良,元器件接触点老化形成的。

  然后就是黑屏:

  黑屏毛病首要是电源及背光灯驱动板毛病和信号变换及液晶驱动板毛病。环亚娱乐ag88登录,因为信号变换及液晶驱动板属小信号处理,功耗极小,因而毛病率相对较低。所以黑屏毛病一般首要是电源和驱动部分。

  那么首要问题来了,电源和驱动板因为功耗较大假如散热不良,线路板简单老化,一起滤波的电解电容的电解液简单被烤干。

  那么综上所述仍是温度惹的祸。

  3.电子产品牢靠性的核算方法

  3.1 产品的牢靠性的概念

  逆变器的牢靠性是指在规则条件下(比方:45℃),且于指定时刻内(比方:25年),能依要求发挥功用的概率。

  假定开端时有1000台逆变器安装在一个项目上,十年后正常作业50台则十年后的(87600小时)

  牢靠性R(t=87600H)为50/100=0.5

  同理毛病率为50/100=0.5

  所以逆变器的牢靠性是一个随时刻改变的函数