Proiectarea unui circuit invertor Grid-Tie

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Un invertor cu rețea de rețea funcționează la fel ca un invertor convențional, cu toate acestea puterea de ieșire de la un astfel de invertor este alimentată și legată de rețeaua de curent alternativ de la rețeaua de rețea.

Atâta timp cât este prezentă sursa de curent alternativ, invertorul contribuie la alimentarea cu rețeaua de rețea existentă și oprește procesul atunci când alimentarea cu rețea eșuează.



Conceptul

Conceptul este într-adevăr foarte interesant, deoarece ne permite fiecăruia dintre noi să devenim un contribuabil la puterea utilității. Imaginați-vă că fiecare casă se implică în acest proiect pentru a genera cantități copleșitoare de energie pentru rețea, care, la rândul său, oferă o sursă pasivă de venit pentru reședințele care contribuie. Deoarece aportul este derivat din surse regenerabile, venitul devine absolut gratuit.

Realizarea unui convertizor de rețea la domiciliu este considerată a fi foarte dificilă, deoarece conceptul implică respectarea unor criterii stricte, nerespectarea acestora poate duce la situații periculoase.



Principalele câteva lucruri care trebuie respectate sunt:

Ieșirea de la invertor trebuie să fie perfect sincronizată cu rețeaua de curent alternativ.

Amplitudinea și frecvența tensiunii de ieșire, menționate mai sus, trebuie să corespundă tuturor parametrilor de rețea AC.

Invertorul ar trebui să se oprească instantaneu în cazul în care tensiunea rețelei cade.

În această postare am încercat să prezint un circuit invertor simplu cu rețea de rețea care, după mine, are grijă de toate cerințele de mai sus și livrează AC generat în rețea în siguranță fără a crea situații periculoase.

Funcționarea circuitului

Să încercăm să înțelegem proiectarea propusă (dezvoltată exclusiv de mine) cu ajutorul următoarelor puncte:

Din nou, ca de obicei cel mai bun prieten al nostru, IC555 ocupă locul central în întreaga aplicație. De fapt, doar datorită acestui IC, configurația ar putea deveni aparent atât de simplă.

Referindu-ne la schema circuitelor, IC1 și IC2 sunt în principiu conectate ca sintetizator de tensiune sau, în termeni mai familiari, ca modulatori de poziție a impulsurilor.

Un transformator de descărcare TR1 este utilizat aici pentru furnizarea tensiunii de funcționare necesare circuitului IC și pentru furnizarea datelor de sincronizare către IC, astfel încât să poată procesa ieșirea în conformitate cu parametrii rețelei.

Pinul 2 și pinul 5 al ambelor circuite integrate sunt conectate la punctul după D1 și, respectiv, prin intermediul T3, care furnizează numărul de frecvențe și datele de amplitudine ale rețelei AC către IC-uri.

Cele două informații de mai sus furnizate IC-urilor solicită IC-urilor să își modifice ieșirile la pinii respectivi în conformitate cu aceste informații.

Rezultatul rezultatului traduce aceste date într-o tensiune PWM bine optimizată, sincronizată foarte mult cu tensiunea rețelei.

IC1 este utilizat pentru generarea PWM pozitiv, în timp ce IC2 produce PWM negative, ambele funcționează în tandem creând efectul de push pull necesar peste mosfete.

Tensiunile de mai sus sunt alimentate la mosfet-urile respective, ceea ce convertește efectiv modelul de mai sus într-un curent continuu fluctuant de mare curent de-a lungul înfășurării de intrare a transformatorului.

Ieșirea transformatorului convertește intrarea într-un CA perfect sincronizat, compatibil cu rețeaua CA existentă.

În timp ce conectați ieșirea TR2 la rețea, conectați un bec de 100 wați în serie cu unul dintre fire. Dacă becul luminează, înseamnă că AC-urile sunt defazate, inversați imediat conexiunile și acum becul trebuie să înceteze să aprindă, asigurând sincronizarea corectă a AC-urilor.

Ați dori, de asemenea, să vedeți acest lucru proiectare simplificată a circuitului de legare a rețelei

Forma de undă PWM presupusă (urmarea de jos) la ieșirile IC-urilor

Lista de componente

Toate rezistențele = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0,47uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10AMP,
IC1,2 = 555
MOSFETS = ÎN CONFORMITATE CU SPECIFICAȚIILE DE APLICARE.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = CONFORM SPECIFICAȚIILOR DE APLICARE
T3 = BC547
INPUT DC = conform specificațiilor cererii.

AVERTISMENT: IDEA SE BAZĂ UNIC PE SIMULAREA IMAGINATIVĂ, DISCREȚIA SPECTORULUI ESTE RECOMANDATĂ STRICT.

După ce a primit o sugestie corectivă de la unul dintre cititorii acestui blog, domnul Darren și unele contemplații, a dezvăluit că circuitul de mai sus avea multe defecte și nu ar funcționa practic.

Proiectul revizuit

Designul revizuit este prezentat mai jos, care arată mult mai bine și o idee fezabilă.

Aici a fost încorporat un singur IC 556 pentru crearea impulsurilor PWM.
O jumătate din IC a fost configurată ca generator de înaltă frecvență pentru alimentarea celeilalte jumătăți IC, care este configurat ca modulator de lățime a impulsurilor.

Frecvența de modulare a eșantionului este derivată din TR1, care furnizează datele exacte ale frecvenței către IC, astfel încât PWM să fie perfect dimensionate în conformitate cu frecvența rețelei.

Frecvența ridicată asigură că ieșirea este capabilă să taie cu precizie informațiile de modulație de mai sus și să ofere mosfetelor un echivalent RMS exact al rețelei de rețea.

În cele din urmă, cei doi tranzistori se asigură că mosfet-urile nu conduc niciodată împreună mai degrabă unul câte unul, conform oscilațiilor de rețea de 50 sau 60 Hz.

Lista de componente

  • R1, R2, C1 = selectați pentru a crea o frecvență de aproximativ 1 kHz
  • R3, R4, R5, R6 = 1K
  • C2 = 1nF
  • C3 = 100uF / 25V
  • D1 = diodă de 10 amp
  • D2, D3, D4, D5 = 1N4007
  • T1, T2 = conform cerințelor
  • T3, T4 = BC547
  • IC1 = IC 556
  • TR1, TR2 = după cum s-a sugerat în proiectarea secțiunii anterioare

Circuitul de mai sus a fost analizat de domnul Selim și a găsit câteva defecte interesante în circuit. Defectul principal este impulsurile PWM negative care lipsesc din semiciclurile de curent alternativ. A doua defecțiune a fost detectată cu tranzistoarele care nu păreau să izoleze comutarea celor două mosfete conform ratei alimentate de 50 Hz.

Ideea de mai sus a fost modificată de domnul Selim, iată detaliile formei de undă după modificări. modificări:

Imagine de formă de undă:

CTRL este semnalul de 100 Hz după redresor, OUT este de la PWM de la ambele unde în jumătate, Vgs sunt tensiunile de poartă ale FET-urilor, Vd este pickup-ul de pe înfășurarea secundară, care în sincronizare cu CTRL / 2.

Nu luați în considerare frecvențele, deoarece acestea sunt incorecte datorită vitezei mici de eșantionare (altfel devine prea lent pe iPad). La frecvențe de eșantionare mai mari (20Mhz), PWM arată destul de impresionant.

Pentru a fixa ciclul de funcționare la 50% la aproximativ 9 kHz, a trebuit să introduc o diodă.

Salutari,

Selim

Modificări

Pentru a permite detectarea semiciclurilor negative, intrarea de control a CI trebuie alimentată cu ambele semicicluri ale AC, acest lucru se poate realiza utilizând o configurație de redresor de punte.
Iată cum ar trebui să arate circuitul finalizat după mine.

Baza tranzistorului este acum conectată cu o diodă zener, astfel încât, sperăm, să permită tranzistoarelor să izoleze conducta MOSFET astfel încât să conducă alternativ ca răspuns la impulsurile de 50 Hz de la baza T4.

Actualizări recente de la domnul Selim

Bună ziua Swag,

Îmi citesc în continuare blogurile și experimentez în continuare pe tabla de calcul.
Am încercat abordarea zener-diodă (fără noroc), porțile CMOS și, mult mai bine, op-amperele au funcționat cel mai bine. Am 90VAC din 5VDC și 170VAC de la 9VDC la 50Hz, cred că este sincronizat cu grila (nu pot confirma că nu există osciloscop). Btw zgomotul dispare dacă îl fixați cu un capac de 0,15 u. pe bobina secundară.

De îndată ce am pus o sarcină pe bobina secundară, tensiunea scade la 0VAC, cu doar o ușoară creștere a amplificatorilor DC de intrare. Mosfets nici măcar nu încearcă să atragă mai multe amplificatoare. Poate că unele drivere de MOSFET ca IR2113 (vezi mai jos) ar putea ajuta?

Cu toate că sunt în suflet, simt că PWM ar putea să nu fie atât de direct pe cât speram. Cu siguranță este bine să controlați cuplul la motoarele de curent continuu la frecvențe scăzute de pwm. Cu toate acestea, atunci când semnalul de 50 Hz este tăiat la frecvențe mai mari, din anumite motive pierde puterea sau mosfet-ul PWMd nu poate livra amperii mari necesari pe bobina primară pentru a menține 220VAC sub sarcină.

Am găsit o altă schemă care este foarte strâns legată de a ta, cu excepția PWM. S-ar putea să-l fi văzut înainte.
Link-ul este pe https: // www (punct) electro-tech-online (dot) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

Circuitul de gestionare a puterii este o unitate H cu IGBT (am putea folosi în schimb mosfete). Se pare că poate furniza puterea.
Pare complicat, dar de fapt nu este prea rău, ce crezi? Voi încerca să simulez circuitul de control și să vă las cum arată.
Salutari,

Selim

trimis de pe iPad-ul meu

Controlul grilei pentru GTI control invertor pentru GTI

Alte modificări

Câteva modificări și informații foarte interesante au fost furnizate de Miss Nuvem, una dintre cititoarele dedicate acestui blog, să le învățăm mai jos:

Buna domnule. Swagatam,

Sunt domnișoara Nuvem și lucrez într-un grup care construiește câteva circuite în timpul unui eveniment despre viața sustenabilă în Brazilia și Catalonia. Trebuie să vizitați într-o zi.

Am simulat circuitul dvs. invertor Grid-Tie și aș dori să sugerez câteva modificări la ultimul design pe care l-ați avut la postare.

În primul rând, am avut probleme în care semnalul de ieșire PWM (pinul IC1 9) ar fi doar gol și ar înceta să oscileze. Acest lucru se întâmpla ori de câte ori tensiunea de control la pinul 11 ​​ar depăși tensiunea Vcc din cauza căderii în D4. Soluția mea a fost să adaug două diode 1n4007 în serie între redresor și tensiunea de control. S-ar putea să reușiți să scăpați cu o singură diodă, dar eu folosesc două pentru a fi în siguranță.

O altă problemă pe care o aveam era că Vgs pentru T1 și T2 nu erau foarte simetrice. T1 a fost bine, dar T2 nu a oscilat până la valorile Vcc, deoarece ori de câte ori T3 a fost pornit, punea 0,7V în T4 în loc să lase R6 să ridice tensiunea. Am remediat acest lucru punând un rezistor de 4,7 kohm între T3 și T4. Cred că orice valoare mai mare decât asta funcționează, dar am folosit 4.7kohm.

Sper că acest lucru are sens. Atașez o imagine a circuitului cu aceste modificări și rezultatele simulării pe care le obțin cu LTspice.
Vom lucra la acest și la alte circuite pentru săptămâna viitoare. Te vom ține la curent.

Salutări calde.
Domnișoară Cloud

Imagini de formă de undă




Precedent: 3 circuite simple de schimbare a panoului solar / rețea În continuare: Realizați acest circuit de felicitare muzicală