光伏逆變器主要由印刷線路板、IGBT、直流母線電容器、液晶顯示屏幕組成。為什么這樣分類,主要是從部件壽命的角度出發(fā)。大部分的電阻、電感、電容都焊接到了印刷線路板上,所以這些元器件的可以歸為一類。IGBT是開關(guān)元器件,也是焊接在線路板上面,比較耐高溫,原則上也可以歸類于印刷線路板。母線電容的壽命與溫度和電壓有很直接的關(guān)系,所以單列出來。液晶屏幕是整個逆變器的最易損件,壽命最短,也需要單列。(很多逆變器廠家都沒有液晶顯示屏幕,就是考慮了產(chǎn)品的可靠性。)
直流母線電容的壽命預(yù)計
根據(jù) NCC 電容壽命計算公式:
此處:LX =預(yù)期電容壽命(小時)
L0=電容標(biāo)稱壽命(3000 小時)
T0=電容標(biāo)稱的額定工作溫度(105 度)
T=電容實際工作溫度
T=75,為光伏逆變器在 45 度環(huán)境溫度下測試的最大電容溫度;
如果一天光伏逆變器滿載工作 4 小時,則電容的壽命:
=24000/4/365=16.4 年
如果一天光伏逆變器滿載工作 6 小時,則電容的壽命:
=24000/6/365=10.9 年
金屬薄膜電容器具有高儲能密度、造價低、軟失效等特性,它是由兩張單面蒸涂薄金屬(鋁或鋁合金)的有機膜繞卷而成的,由于膜帶有雜質(zhì)或缺陷的區(qū)域,這些區(qū)域的耐電強度較低,形成“電弱點”。在外施電壓不斷作用下,電弱點處薄膜會先被擊穿而形成放電通道,在薄膜被擊穿的同時,電荷通過擊穿點形成大電流,引起局部高溫,擊穿點處的薄金屬層會迅速蒸發(fā)并向外擴散使絕緣恢復(fù),這種特性即為電容器的“自愈”。
電容器不斷“自愈”的結(jié)果是,電容器電容值不斷下降,當(dāng)超過初始容值的5%時,電容器容值不再滿足要求,發(fā)生退化失效。除了退化型失效外,電容器還可能被擊穿(對外呈短路狀態(tài))該失效模式是突發(fā)型的,這種突發(fā)失效可能受電容器容值影響,電容器不斷自愈容值降低后,其被擊穿的可能性增加。所以薄膜電容的失效或者說故障與電壓高低和使用溫度有很大的關(guān)系。