Circuit inversor simplu cu 3 faze

Postul descrie modul de realizare a unui circuit invertor trifazat care poate fi utilizat împreună cu orice circuit obișnuit de invertor cu undă pătrată monofazată. Circuitul a fost solicitat de unul dintre cititorii interesați ai acestui blog.

ACTUALIZAȚI : Căutați un design bazat pe Arduino? Puteți găsi acest lucru util:

Invertor trifazat Arduino

Conceptul de circuit

O sarcină trifazată poate fi acționată de la un invertor monofazat utilizând următoarele etape de circuit explicate.

Practic etapele implicate pot fi împărțite în trei grupe:

• Circuit generator PWM
• Generator de semnal 3 faze circuit
• Circuitul driverului MOSFET

Prima diagramă de mai jos prezintă etapa generatorului PWM, poate fi înțeleasă cu următoarele puncte:

Oscilatorul și etapa PWM

IC 4047 este cablat ca standard șlap generator de ieșire la frecvența de rețea dorită stabilită de VR1 și C1.

PWM-ul push-pull dimensionat devine acum disponibil la joncțiunea E / C a celor două tranzistoare BC547.
Acest PWM se aplică intrării generatorului trifazat explicat în secțiunea următoare.

Următorul circuit prezintă un circuit generator trifazat simplu, care convertește semnalul push-pull de intrare de mai sus în 3 ieșiri discrete, schimbate de fază cu 120 de grade.

Aceste ieșiri sunt în continuare bifurcate de trepte individuale push-pull realizate dintr-o etapă de porți NU. Aceste 3 PWM-uri separate de 120 de grade, de tip push push, devin acum semnalele de intrare de alimentare (HIN, LIN) pentru etapa finală a driverului cu 3 faze, explicată mai jos.

Acest generator de semnal folosește o singură sursă de 12V și nu o sursă dublă.

Explicații complete pot fi găsite în acest sens Articol generator semnal 3 faze

Circuitul de mai jos prezintă o etapă a circuitului invertorului invertorului cu 3 faze, utilizând configurația mosfets H-bridge, care primește PWM-urile schimbate de fază din etapa de mai sus și le convertește în ieșiri corespunzătoare de înaltă tensiune AC pentru operarea sarcinii trifazice conectate, în mod normal aceasta ar fi o 3 motor de fază.

Tensiunea înaltă de 330 în secțiunile individuale ale driverelor de mosfet este obținută de la orice invertor standard monofazat integrat în canalele de rețea afișate pentru a alimenta sarcina trifazică dorită.

Etapa conducătorului auto trifazat cu pod complet

În cele de mai sus Circuit generator trifazat (a doua diagramă ultima) folosirea unei unde sinusoidale nu are sens, deoarece 4049 ar transforma-o în cele din urmă în unde pătrate și, în plus, IC-urile driver din ultima proiectare utilizează circuite integrate digitale care nu vor răspunde la undele sinusoidale.

Prin urmare, o idee mai bună este să utilizați un generator de semnal cu undă pătrată trifazată pentru alimentarea ultimei etape a driverului.

Puteți consulta articolul care explică cum se face un circuit invertor solar cu 3 faze pentru înțelegerea detaliilor de funcționare și implementare a etapei generatorului de semnal trifazat.

Utilizarea IC IR2103

O versiune relativ mai simplă a circuitului invertor trifazic de mai sus poate fi studiată mai jos, folosind IC IR2103 semi-bridge driver ICS. Această versiune nu are caracteristica de închidere, prin urmare, dacă nu doriți să încorporați caracteristica de închidere, puteți încerca următorul design mai simplu.

Simplificarea proiectelor de mai sus

În circuitul invertor trifazat explicat mai sus, etapa generatorului trifazat pare inutil de complexă și, prin urmare, am decis să caut o opțiune alternativă mai ușoară pentru înlocuirea acestei secțiuni specifice.

După câteva căutări, am găsit următorul circuit interesant generator de 3 faze, care arată destul de ușor și simplu, cu setările sale.

Prin urmare, acum puteți înlocui pur și simplu IC 4047 explicat anterior și secțiunea opamp în întregime și puteți integra acest design cu intrări HIN, LIN pentru circuitul driverului cu 3 faze.

Dar amintiți-vă că va trebui să utilizați în continuare porțile N1 ---- N6 dintre acest nou circuit și circuitul complet al driverului de pod.

Realizarea unui circuit invertor solar cu 3 faze

Până acum am învățat cum să realizăm un circuit invertor de bază trifazat, acum vom vedea cum poate fi construit un invertor solar cu o ieșire trifazată folosind circuite integrate foarte obișnuite și componente pasive.

Conceptul este practic același, tocmai am schimbat etapa generatorului de 3 faze pentru aplicație.

Cerința de bază a invertorului

Pentru a obține o ieșire de curent alternativ trifazată de la o singură fază sau o sursă de curent continuu, ar fi necesare trei etape fundamentale ale circuitului:

1. Un generator de 3 faze sau un circuit de procesor
2. Un circuit de treaptă de putere a conducătorului de fază
3. Un circuit convertor boost
4. Panou solar (evaluat corespunzător)

Pentru a afla cum să potriviți un panou solar cu baterie și invertor, puteți citi următorul tutorial:

Calculați panourile solare pentru invertoare

Un exemplu bun poate fi studiat în acest articol, care explică un circuit invertor simplu cu 3 faze

În proiectarea actuală, încorporăm și noi aceste trei etape de bază, să învățăm mai întâi despre circuitul procesorului generatorului cu 3 faze din următoarea discuție:

Cum functioneaza

Diagrama de mai sus arată circuitul de bază al procesorului care arată complex, dar de fapt nu este. Circuitul este alcătuit din trei secțiuni, IC 555 care determină frecvența de 3 faze (50 Hz sau 60 Hz), IC 4035 care împarte frecvența în cele 3 faze necesare separate de un unghi de fază de 120 de grade.

R1, R2 și C trebuie selectate corespunzător pentru a obține o frecvență de 50 Hz sau 60 Hz la un ciclu de funcționare de 50%.

8 numere NU porțile de la N3 la N8 pot fi văzute încorporate pur și simplu pentru împărțirea celor trei faze generate în perechi de ieșiri logice înalte și joase.

Aceste porți NU pot fi achiziționate de la două IC-uri 4049.

Aceste perechi de ieșiri mari și mici pe porțile NU afișate devin esențiale pentru alimentarea următoarei trepte de putere a driverului nostru.

Următoarea explicație detaliază circuitul driverului de mosfet al puterii solare cu 3 faze

Notă: Știftul de oprire trebuie conectat la linia de masă dacă nu este utilizat, altfel circuitul nu va funcționa

Așa cum se poate vedea în figura de mai sus, această secțiune este construită pe trei circuite integrate separate de driver de jumătate de punte folosind IRS2608, care sunt specializate pentru conducerea perechilor de mosfet laterale înalte și joase.

Configurația arată destul de simplă, datorită acestui driver IC extrem de sofisticat de la redresorul internațional.

Fiecare etapă IC are propriii pini de intrare HIN (high In) și LIN (low In) și, de asemenea, pinii lor de alimentare Vcc / masă.

Toate Vcc-urile trebuie unite împreună și conectate la linia de alimentare de 12V a primului circuit (pinul 4/8 al IC555), astfel încât toate etapele circuitului să devină accesibile sursei de 12V derivate din panoul solar.

În mod similar, toate știfturile și liniile de la sol trebuie transformate într-o șină comună.

HIN și LIN ar trebui să fie unite cu ieșirile generate de porțile NOT, așa cum se specifică în a doua diagramă.

Aranjamentul de mai sus se ocupă de procesarea și amplificarea în 3 faze, totuși, deoarece ieșirea trifazată ar trebui să fie la nivelul rețelei și un panou solar ar putea fi evaluat la maximum 60V, trebuie să avem un aranjament care să permită creșterea acestei niveluri reduse de 60 panoul solar de volți la nivelul necesar de 220V sau 120V.

Folosind convertorul Buck / Boost bazat pe IC 555

Acest lucru poate fi implementat cu ușurință printr-un circuit simplu convertizor de impuls bazat pe 555 IC, așa cum se poate studia mai jos:

Din nou, configurația afișată a convertorului boost 60V la 220V nu pare atât de dificilă și poate fi construită folosind componente foarte obișnuite.

IC 555 este configurat ca un dispozitiv cu o frecvență de aproximativ 20 până la 50 kHz. Această frecvență este alimentată la poarta unui mosfet de comutare printr-o etapă push pull BJT.

Inima circuitului de impuls este format cu ajutorul unui transformator compact de miez de ferită care primește frecvența de conducere de la MOSFET și convertește intrarea de 60V în ieșirea necesară de 220V.

Acest curent continuu de 220V este atașat în cele din urmă cu etapa de driver mosfet explicată anterior, în canalele de rețea ale mosfetelor trifazate pentru a obține ieșirea trifazată 220V.

Transformatorul de conversie boost poate fi construit pe orice ansamblu adecvat miez / bobină folosind 1mm 50 de ture primare (două sârme magnetice bifilare de 0,5 mm în paralel) și secundare folosind sârmă magnetică de o 5 mm cu 200 de ture