Falownik przyłączeniowy do sieci działa podobnie jak falownik konwencjonalny, jednak moc wyjściowa z takiego falownika jest zasilana i podłączana do sieci prądu przemiennego z sieci energetycznej.

Dopóki obecne jest zasilanie sieciowe AC, falownik przekazuje swoją energię do istniejącej sieci zasilającej i zatrzymuje proces w przypadku awarii zasilania sieciowego.

Koncepcja

Koncepcja jest rzeczywiście bardzo intrygująca, ponieważ pozwala każdemu z nas stać się dostawcą energii elektrycznej. Wyobraź sobie, że każdy dom angażuje się w ten projekt, aby generować przytłaczające ilości energii do sieci, co z kolei zapewnia pasywne źródło dochodu dla rezydencji wnoszących wkład. Ponieważ wkład pochodzi ze źródeł odnawialnych, dochód staje się całkowicie wolny od kosztów.

“uprościć kalkulator wyrażeń logicznych za pomocą kroków ”

Wykonanie inwertera przyłączeniowego do sieci w domu jest uważane za bardzo trudne, ponieważ koncepcja obejmuje pewne surowe kryteria, których należy przestrzegać, których nieprzestrzeganie może prowadzić do niebezpiecznych sytuacji.

Najważniejsze rzeczy, których należy przestrzegać, to:

Wyjście z falownika musi być idealnie zsynchronizowane z siecią AC.

Amplituda i częstotliwość napięcia wyjściowego, jak wspomniano powyżej, muszą w całości odpowiadać parametrom AC sieci.

Falownik powinien natychmiast wyłączyć się w przypadku zaniku napięcia sieciowego.

W tym poście starałem się przedstawić prosty obwód inwertera sieciowego, który według mnie spełnia wszystkie powyższe wymagania i bezpiecznie dostarcza generowany prąd przemienny do sieci, nie stwarzając żadnych niebezpiecznych sytuacji.

Działanie obwodu

Spróbujmy zrozumieć proponowany projekt (opracowany wyłącznie przeze mnie) za pomocą następujących punktów:

Ponownie, jak zwykle nasz najlepszy przyjaciel, IC555 zajmuje centralne miejsce w całej aplikacji. W rzeczywistości tylko z powodu tego układu scalonego konfiguracja może stać się pozornie bardzo prosta.

Odnosząc się do schematu obwodu, układy IC1 i IC2 są w zasadzie okablowane jako syntezatory napięcia lub w bardziej znanych terminach modulatory położenia impulsu.

Transformator obniżający napięcie TR1 służy tutaj do dostarczania wymaganego napięcia roboczego do obwodu scalonego, a także do dostarczania danych synchronizacyjnych do układu scalonego, aby mógł on przetwarzać wyjście zgodnie z parametrami sieci.

Pin # 2 i pin # 5 obu układów scalonych są podłączone odpowiednio do punktu za D1 i przez T3, który dostarcza odpowiednio zliczanie częstotliwości i dane amplitudy sieci AC do układów scalonych.

Powyższe dwie informacje dostarczone do układów scalonych skłaniają układy scalone do zmodyfikowania ich wyjść na odpowiednich pinach zgodnie z tymi informacjami.

Wynik z wyjścia przekłada te dane na dobrze zoptymalizowane napięcie PWM, które jest bardzo zsynchronizowane z napięciem sieci.

IC1 jest używany do generowania dodatniego PWM, podczas gdy IC2 wytwarza ujemne PWM, oba działają w tandemie, tworząc wymagany efekt push pull nad mosfetami.

Powyższe napięcia są podawane do odpowiednich mosfetów, które skutecznie przekształcają powyższy wzorzec w prąd stały o dużym natężeniu zmiennym w całym uzwojeniu wejściowym transformatora podwyższającego.

Wyjście transformatora przekształca wejście w doskonale zsynchronizowany prąd przemienny, zgodny z istniejącą siecią prądu przemiennego.

Łącząc wyjście TR2 z siecią należy połączyć szeregowo 100 watową żarówkę z jednym z przewodów. Jeśli żarówka się świeci, oznacza to, że napięcia AC są poza fazą, natychmiast odwróć połączenia i teraz żarówka powinna przestać świecić, zapewniając odpowiednią synchronizację AC.

Chciałbyś też to zobaczyć uproszczony projekt obwodu wiązania siatki

Zakładany przebieg PWM (ślad dolny) na wyjściach układów scalonych

Lista części

Wszystkie rezystory = 2K2
C1 = 1000 uF / 25 V.
C2, C4 = 0,47 uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10AMP,
IC1,2 = 555
MOSFETY = WEDŁUG SPECYFIKACJI APLIKACJI.
TR1 = 0-12 V, 100 mA
TR2 = WEDŁUG SPECYFIKACJI APLIKACJI
T3 = BC547
WEJŚCIE DC = WEDŁUG SPECYFIKACJI APLIKACJI.

OSTRZEŻENIE: POMYSŁ OPIERA SIĘ WYŁĄCZNIE NA WYOBRAŹNEJ SYMULACJI, DYSKRECJA WIDZA JEST ŚCIŚLE ZALECANA.

Po otrzymaniu sugestii korygującej od jednego z czytelników tego bloga, pana Darrena, i po zastanowieniu, okazało się, że powyższy obwód ma wiele wad i praktycznie nie zadziała.

Zmieniony projekt

Zmieniony projekt pokazano poniżej, który wygląda znacznie lepiej i jest wykonalnym pomysłem.

Tutaj pojedynczy układ scalony 556 został włączony do tworzenia impulsów PWM.
Jedna połowa układu scalonego została skonfigurowana jako generator wysokiej częstotliwości do zasilania drugiej połowy układu scalonego, który jest uzbrojony jako modulator szerokości impulsu.

Częstotliwość modulacji próbki pochodzi z TR1, który dostarcza dokładnych danych częstotliwości do układu scalonego, dzięki czemu PWM są idealnie zwymiarowane zgodnie z częstotliwością sieci.

Wysoka częstotliwość zapewnia, że wyjście jest w stanie precyzyjnie posiekać powyższe informacje o modulacji i dostarczyć mosfetom dokładny odpowiednik RMS sieci zasilającej.

Wreszcie, dwa tranzystory zapewniają, że mosfety nigdy nie przewodzą razem, a raczej tylko jeden na raz, jak na oscylacje sieci zasilającej 50 lub 60 Hz.

Lista części

R1, R2, C1 = wybierz, aby utworzyć częstotliwość około 1 kHz
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100 uF / 25 V.
D1 = dioda 10 A.
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = zgodnie z wymaganiami
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = jak sugerowano w poprzednim projekcie sekcji

Powyższy obwód został przeanalizowany przez pana Selima i znalazł on kilka interesujących wad w obwodzie. Główną wadą są brakujące ujemne impulsy PWM w półcyklach AC. Drugi błąd został wykryty w tranzystorach, które nie wydają się izolować przełączania dwóch mosfetów zgodnie z zasilaną częstotliwością 50 Hz.

Powyższy pomysł został zmodyfikowany przez pana Selima, oto szczegóły przebiegu po modyfikacjach. modyfikacje:

Obraz przebiegu:

CTRL to sygnał 100 Hz za prostownikiem, OUT pochodzi z PWM z obu połówek fal, Vgs to napięcia bramki FET, Vd to pobudzenie uzwojenia wtórnego, które jest zsynchronizowane z CTRL / 2.

Zignoruj częstotliwości, ponieważ są one nieprawidłowe ze względu na niskie prędkości próbkowania (w przeciwnym razie na iPadzie działa zbyt wolno). Przy wyższych częstotliwościach próbkowania (20 MHz) PWM wygląda całkiem imponująco.

Aby ustawić cykl pracy na 50% przy około 9 kHz, musiałem włożyć diodę.

“pasmo przenoszenia filtra dolnoprzepustowego ”

Pozdrowienia,

Selim

Modyfikacje

Aby umożliwić wykrywanie ujemnych półcyklów, wejście sterujące układu scalonego musi być zasilane obydwoma półokresami prądu przemiennego, można to osiągnąć przez zastosowanie konfiguracji mostka prostowniczego.
Oto, jak według mnie powinien wyglądać gotowy układ.

Baza tranzystora jest teraz połączona z diodą Zenera, co, miejmy nadzieję, umożliwiłoby tranzystorom izolację przewodzenia mosfetu tak, że przewodzą naprzemiennie w odpowiedzi na impulsy 50 Hz na podstawie T4.

Ostatnie aktualizacje od pana Selima

Cześć Swag,

Czytam wasze blogi i kontynuuję eksperymenty na tablicy prototypowej.
Wypróbowałem podejście z diodą Zenera (bez powodzenia), bramki CMOS i, znacznie lepiej, wzmacniacze operacyjne działały najlepiej. Mam 90VAC z 5VDC i 170VAC z 9VDC przy 50Hz, wierzę, że jest zsynchronizowany z siecią (nie mogę potwierdzić, ponieważ nie ma oscyloskopu). Przy okazji hałas idzie, jeśli zacisniesz go zaślepką 0,15u. na cewce wtórnej.

Jak tylko obciążę cewkę wtórną, jej napięcie spada do 0VAC z tylko niewielkim wzrostem wejściowych amperów DC. Mosfety nawet nie próbują wyciągnąć więcej wzmacniaczy. Być może niektóre sterowniki mosfet, takie jak IR2113 (patrz poniżej), mogłyby pomóc?

Chociaż w dobrym nastroju, czuję, że PWM może nie być tak proste, jak się spodziewano. Zdecydowanie dobrze jest kontrolować moment obrotowy w silnikach prądu stałego przy niskich częstotliwościach pwm. Jednak gdy sygnał 50 Hz zostaje przerwany przy wyższej częstotliwości, z jakiegoś powodu traci moc lub mosfet PWMd nie może dostarczyć potrzebnych wysokich wzmacniaczy na cewce pierwotnej, aby utrzymać napięcie 220 VAC pod obciążeniem.

Znalazłem inny schemat, który jest bardzo blisko związany z twoim, z wyjątkiem PWM. Mogłeś już to widzieć.
Link znajduje się na https: // www (kropka) electro-tech-online (dot) com / Alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

Obwód obsługi zasilania to napęd typu H z tranzystorami IGBT (zamiast tego moglibyśmy użyć mosfetów). Wygląda na to, że może dostarczyć moc.
Wygląda na skomplikowane, ale w rzeczywistości nie jest tak źle, jak myślisz? Spróbuję zasymulować obwód sterujący i pozwolę Wam jak to wygląda.
Pozdrowienia,

Selim

Wysłane z mojego iPada

Dalsze modyfikacje

Kilka bardzo interesujących modyfikacji i informacji dostarczyła pani Nuvem, jedna z oddanych czytelniczek tego bloga, zapoznajmy się z nimi poniżej:

Dzień dobry panie. Swagatam,

Nazywam się Miss Nuvem i pracuję w grupie, która buduje niektóre z waszych obwodów podczas imprezy poświęconej zrównoważonemu życiu w Brazylii i Katalonii. Musisz kiedyś odwiedzić.

Symulowałem twój obwód inwertera sieci i chciałbym zasugerować kilka modyfikacji do ostatniego projektu, który miałeś w swoim poście.

Po pierwsze, miałem problemy, w których sygnał wyjściowy PWM (pin 9 IC1) po prostu znikał i przestał oscylować. Działo się tak, ilekroć napięcie sterujące na pinie 11 było wyższe niż napięcie Vcc z powodu spadku na D4. Moim rozwiązaniem było dodanie dwóch diod 1n4007 szeregowo między prostownikiem a napięciem sterującym. Być może uda Ci się uciec tylko z jedną diodą, ale dla bezpieczeństwa używam dwóch.

Innym problemem, który miałem, było to, że Vgs dla T1 i T2 nie były zbyt symetryczne. T1 był w porządku, ale T2 nie oscylował aż do wartości Vcc, ponieważ za każdym razem, gdy T3 był włączony, podawał 0,7 V na T4 zamiast pozwolić, aby R6 podniosło napięcie. Naprawiłem to, umieszczając rezystor 4,7kohm między T3 i T4. Myślę, że każda wartość wyższa niż ta działa, ale użyłem 4,7kohm.

Mam nadzieję, że to ma sens. Załączam obraz obwodu z tymi modyfikacjami i wyniki symulacji, które otrzymuję z LTspice.
Będziemy pracować nad tym i innymi torami przez następny tydzień. Bedziemy cie informowac.

Gorące pozdrowienia.
Panno Cloud