Merancang Litar Inverter Grid-Tie

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Penyongsang pengikat grid berfungsi seperti penyongsang konvensional, namun output kuasa dari penyongsang seperti itu diberi makan dan diikat dengan rangkaian AC dari bekalan grid utiliti.

Selagi bekalan AC utama ada, penyongsang menyumbangkan kuasanya ke bekalan utama grid yang ada, dan menghentikan proses apabila bekalan grid gagal.



Konsep itu

Konsep ini memang sangat menarik kerana membolehkan kita masing-masing menjadi penyumbang kuasa utiliti. Bayangkan setiap rumah terlibat dalam projek ini untuk menghasilkan sejumlah besar kuasa ke grid, yang seterusnya memberikan sumber pendapatan pasif kepada kediaman yang menyumbang. Oleh kerana input diperoleh dari sumber yang boleh diperbaharui, pendapatan menjadi benar-benar percuma.

Membuat penyongsang tali leher di rumah dianggap sangat sukar kerana konsep ini melibatkan beberapa kriteria ketat yang harus dipatuhi, tidak mengikutinya boleh menyebabkan situasi berbahaya.



Beberapa perkara utama yang mesti diperhatikan adalah:

Keluaran dari penyongsang mesti diselaraskan dengan sempurna dengan AC grid.

Amplitud dan frekuensi voltan keluaran seperti yang disebutkan di atas semuanya harus sesuai dengan parameter AC grid.

Penyongsang harus MATI seketika sekiranya voltan grid gagal.

Dalam catatan ini saya telah mencuba untuk menghadirkan litar penyongsang ikatan grid sederhana yang menurut saya menjaga semua keperluan di atas dan menghantar AC yang dihasilkan ke dalam grid dengan selamat tanpa menimbulkan situasi berbahaya.

Operasi Litar

Mari cuba memahami reka bentuk yang dicadangkan (dikembangkan secara eksklusif oleh saya) dengan bantuan perkara berikut:

Sekali lagi, seperti biasa sahabat kita, IC555 menjadi pentas utama dalam keseluruhan aplikasi. Sebenarnya hanya kerana IC ini, konfigurasi menjadi sangat mudah.

Merujuk kepada gambarajah litar, IC1 dan IC2 pada dasarnya disambungkan sebagai penyintesis voltan atau dalam istilah yang lebih dikenali sebagai modulator kedudukan nadi.

Transformer step down TR1 digunakan di sini untuk membekalkan voltan operasi yang diperlukan ke rangkaian IC, dan juga untuk membekalkan data penyegerakan ke IC, sehingga dapat memproses output sesuai dengan parameter grid.

Pin # 2 dan pin # 5 dari kedua-dua IC disambungkan ke titik selepas D1, dan melalui T3 masing-masing, yang memberikan kiraan frekuensi dan data amplitud AC grid ke IC masing-masing.

Dua maklumat di atas yang diberikan kepada IC mendorong IC untuk mengubah outputnya pada pin masing-masing sesuai dengan maklumat ini.

Hasil dari output menerjemahkan data ini menjadi voltan PWM yang dioptimumkan dengan baik yang sangat diselaraskan dengan voltan grid.

IC1 digunakan untuk menghasilkan PWM positif, sementara IC2 menghasilkan PWM negatif, kedua-duanya bekerja bersama-sama menciptakan kesan tarikan tolak yang diperlukan di atas mosfets.

Voltan di atas dimasukkan ke mosfet masing-masing, yang secara berkesan mengubah corak di atas menjadi DC berfluktuasi arus tinggi melintasi penggulungan input pengubah tahap yang terlibat.

Output transformer menukar input menjadi AC yang diselaraskan dengan sempurna, serasi dengan AC grid yang ada.

Semasa menyambungkan output TR2 dengan grid, sambungkan mentol 100 watt secara bersiri dengan salah satu wayar. Sekiranya mentol menyala, bermaksud AC berada di luar fasa, putar sambungan segera dan sekarang mentol harus berhenti menyala memastikan penyegerakan AC yang betul.

Anda juga ingin melihatnya reka bentuk litar tali leher yang dipermudahkan

Diandaikan Bentuk Gelombang PWM (jejak bawah) pada Output IC

Senarai Bahagian

Semua perintang = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0.47uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10AMP,
IC1,2 = 555
MOSFET = SEBAGAI SPECS PERMOHONAN.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = SEBAGAI SPECS PERMOHONAN
T3 = BC547
INPUT DC = SEBAGAI SPECS PERMOHONAN.

PERINGATAN: IDEA BERDASARKAN SEPENUHNYA PADA SIMULASI IMAGINATIF, PERBINCANGAN PANDANGAN DILARANG.

Setelah menerima cadangan pembetulan dari salah seorang pembaca blog ini, Mr Darren dan beberapa perenungan, ia menunjukkan bahawa rangkaian di atas mempunyai banyak kekurangan dan sebenarnya tidak akan berfungsi secara praktikal.

Reka Bentuk Semakan

Reka bentuk yang disemak ditunjukkan di bawah, yang kelihatan lebih baik dan idea yang boleh dilaksanakan.

Di sini satu IC 556 telah digabungkan untuk membuat denyutan PWM.
Separuh IC telah dikonfigurasikan sebagai penjana frekuensi tinggi untuk memberi makan separuh IC yang lain yang dipasang sebagai modulator lebar nadi.

Frekuensi modulasi sampel berasal dari TR1 yang memberikan data frekuensi yang tepat ke IC sehingga PWM dimensi sempurna sesuai dengan frekuensi induk.

Frekuensi tinggi memastikan output dapat memotong maklumat modulasi di atas dengan tepat dan memberikan mosfet RMS yang setara dengan rangkaian elektrik.

Akhirnya, kedua-dua transistor memastikan bahawa mosfet tidak berkelakuan bersama melainkan hanya satu per satu, sesuai dengan ayunan 50 atau 60 Hz.

Senarai Bahagian

  • R1, R2, C1 = pilih untuk membuat frekuensi sekitar 1 kHz
  • R3, R4, R5, R6 = 1K
  • C2 = 1nF
  • C3 = 100uF / 25V
  • D1 = diod 10 amp
  • D2, D3, D4, D5 = 1N4007
  • T1, T2 = mengikut keperluan
  • T3, T4 = BC547
  • IC1 = IC 556
  • TR1, TR2 = seperti yang disarankan dalam reka bentuk bahagian sebelumnya

Litar di atas dianalisis oleh Encik Selim dan dia mendapati beberapa kelemahan menarik di litar. Kelemahan utama ialah denyutan PWM negatif yang hilang pada separuh kitaran AC. Kesalahan kedua dikesan dengan transistor yang sepertinya tidak mengasingkan pertukaran kedua mosfet mengikut kadar 50 Hz yang diberi makan.

Idea di atas telah diubah suai oleh Mr. Selim, berikut adalah perincian bentuk gelombang setelah pengubahsuaian. pengubahsuaian:

Imej Bentuk Gelombang:

CTRL adalah isyarat 100 Hz setelah penerus, OUT adalah dari PWM dari kedua gelombang separuh, Vgs adalah voltan gerbang FET, Vd adalah pengambilan pada belitan sekunder, yang selari dengan CTRL / 2.

Abaikan frekuensi kerana tidak betul kerana kelajuan pengambilan sampel yang rendah (jika tidak, ia terlalu perlahan pada ipad). Pada frekuensi persampelan yang lebih tinggi (20Mhz) PWM kelihatan cukup menarik.

Untuk memperbaiki kitaran tugas hingga 50% pada sekitar 9kHz, saya harus memasukkan diod.

Salam,

Selim

Pengubahsuaian

Untuk membolehkan pengesanan separuh kitaran negatif, input kawalan IC mesti diberi dengan kedua kitaran separuh AC, ini dapat dicapai dengan menggunakan konfigurasi penerus jambatan.
Beginilah rupa litar akhir yang sesuai dengan saya.

Pangkalan transistor kini dihubungkan dengan diod zener sehingga diharapkan transistor dapat mengasingkan pengaliran mosfet sehingga mereka bergerak secara bergantian sebagai tindak balas kepada denyutan 50 Hz di pangkalan T4.

Kemas kini Terkini dari Encik Selim

Hello Swag,

Saya terus membaca blog anda dan terus bereksperimen di papan roti.
Saya telah mencuba pendekatan zener-diod (tidak beruntung), gerbang CMOS dan, lebih baik, op-amp berfungsi dengan baik. Saya mendapat 90VAC daripada 5VDC dan 170VAC dari 9VDC pada 50Hz, saya percaya ia selari dengan grid (tidak dapat mengesahkan tanpa osiloskop). Btw kebisingan berlaku jika anda mengepitnya dengan penutup 0.15u. pada gegelung sekunder.

Sebaik sahaja saya meletakkan beban pada gegelung sekunder, voltan turun ke 0VAC dengan hanya sedikit peningkatan input DC amp. Mosfets bahkan tidak cuba menarik lebih banyak penguat. Mungkin beberapa pemandu mosfet seperti IR2113 (lihat di bawah) dapat membantu?

Walaupun dalam semangat yang tinggi, saya merasakan bahawa PWM mungkin tidak begitu lurus seperti yang diharapkan. Pasti baik untuk mengawal tork pada motor dc pada frekuensi pwm rendah. Walau bagaimanapun, apabila isyarat 50 Hz dipotong pada frekuensi yang lebih tinggi, ia untuk sebab tertentu kehilangan kuasa atau mosfet PWMd tidak dapat memberikan amp tinggi yang diperlukan pada gegelung utama untuk memastikan 220VAC tetap di bawah beban.

Saya telah menemui skema lain yang sangat berkait rapat dengan anda, kecuali PWM. Anda mungkin pernah melihat yang ini sebelumnya.
Pautan ada di https: // www (dot) electro-tech-online (dot) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

Litar pengendalian kuasa adalah pemacu H dengan IGBT (kita boleh menggunakan mosfet sebagai gantinya). Nampaknya ia dapat memberikan kekuatan.
Ia kelihatan rumit tetapi sebenarnya tidak terlalu buruk, apa pendapat anda? Saya akan cuba mensimulasikan litar kawalan dan memberitahu anda bagaimana rupanya.
Salam,

Selim

Dihantar dari iPad saya

Kawalan grid untuk GTI kawalan penyongsang untuk GTI

Pengubahsuaian Lanjut

Beberapa pengubahsuaian dan maklumat yang sangat menarik diberikan oleh Miss Nuvem, salah satu pembaca blog yang berdedikasi, mari kita pelajari di bawah:

Hai Encik. Swagatam,

Saya Miss Nuvem dan saya bekerja dalam kumpulan yang membina beberapa rangkaian anda semasa acara mengenai kehidupan lestari di Brazil dan Catalonia. Anda mesti melawat suatu hari nanti.

Saya telah mensimulasikan Grid-Tie Inverter Circuit anda, dan saya ingin mencadangkan beberapa pengubahsuaian pada reka bentuk terakhir yang anda ada pada siaran anda.

Pertama, saya menghadapi masalah di mana isyarat keluar PWM (pin IC1 9) kosong dan berhenti berayun. Ini berlaku setiap kali voltan Kawalan pada pin 11 naik lebih tinggi daripada voltan Vcc kerana penurunan di D4. Penyelesaian saya adalah dengan menambahkan dua dioda 1n4007 secara bersiri antara penerus dan voltan kawalan. Anda mungkin dapat melarikan diri dengan hanya satu diod, tetapi saya menggunakan dua hanya untuk selamat.

Masalah lain yang saya hadapi ialah dengan Vgs untuk T1 dan T2 tidak terlalu simetrik. T1 baik-baik saja, tetapi T2 tidak berayun hingga nilai Vcc kerana setiap kali T3 dihidupkan, ia meletakkan 0.7V di T4 dan bukannya membiarkan R6 menaikkan voltan. Saya membetulkannya dengan meletakkan perintang 4.7kohm antara T3 dan T4. Saya rasa ada nilai yang lebih tinggi daripada yang sesuai, tetapi saya menggunakan 4.7kohm.

Saya harap ini masuk akal. Saya melampirkan gambar litar dengan pengubahsuaian ini dan hasil simulasi yang saya perolehi dengan LTspice.
Kami akan mengusahakan litar ini dan lain-lain untuk minggu depan. Kami akan mengemas kini anda.

Salam hangat.
Rindu Awan

Imej Bentuk Gelombang




Sepasang: 3 Litar Suria Sederhana Panel / Perubahan Mains Seterusnya: Buat Litar Kad Ucapan Muzik ini