Circuito inverter collegato alla rete da 100VA a 1000VA fatto in casa

Prova Il Nostro Strumento Per Eliminare I Problemi





Il concetto seguente descrive un circuito inverter di collegamento alla rete solare semplice ma praticabile che può essere modificato in modo appropriato per generare wattaggi da 100 a 1000 VA e oltre.

Cos'è un inverter di rete

È un sistema di inverter progettato per funzionare proprio come un normale inverter che utilizza una potenza di ingresso CC con l'eccezione che l'uscita viene reimmessa nella rete pubblica.



Questa potenza aggiunta alla rete può essere destinata a contribuire alla sempre crescente domanda di energia e anche a generare un reddito passivo dalla società di servizi in conformità con i loro termini (applicabile solo in paesi limitati).

Per implementare il processo di cui sopra, è garantito che l'uscita dell'inverter sia perfettamente sincronizzata con la potenza di rete in termini di RMS, forma d'onda, frequenza e polarità, per prevenire comportamenti e problemi innaturali.



Il concept proposto da me, è l'ennesimo circuito inverter grid tie (non verificato) ancora più semplice e ragionevole del disegno precedente .

Il circuito può essere compreso con l'aiuto dei seguenti punti:

Come funziona il circuito GTI

La rete CA dal sistema di rete viene applicata a TR1, che è un trasformatore a gradino.

TR1 abbassa l'ingresso di rete a 12V e lo raddrizza con l'aiuto della rete a ponte formata dai quattro diodi 1N4148.

La tensione raddrizzata viene utilizzata per alimentare gli IC tramite i singoli diodi 1N4148 collegati ai relativi piedinature degli IC, mentre i condensatori da 100uF associati assicurano che la tensione sia opportunamente filtrata.

La tensione raddrizzata acquisita subito dopo il ponte viene utilizzata anche come ingressi di elaborazione per i due circuiti integrati.

Poiché il segnale di cui sopra (vedere l'immagine della forma d'onda n. 1) non è filtrato, è costituito da una frequenza di 100 Hz e diventa il segnale campione per l'elaborazione e l'abilitazione della sincronizzazione richiesta.

Innanzitutto viene alimentato al pin n. 2 di IC555 dove la sua frequenza viene utilizzata per il confronto con le onde a dente di sega (vedere la forma d'onda n. 2) attraverso il pin n. 6/7 ottenuto dal collettore del transistor BC557.

Il confronto precedente consente all'IC di creare l'uscita PWM prevista in sincronia con la frequenza della rete di rete.

Il segnale dal bridge viene anche inviato al pin # 5 che fissa il valore RMS del PWM in uscita che corrisponde esattamente alla forma d'onda della griglia (vedere la forma d'onda # 3).

Tuttavia a questo punto l'uscita dal 555 è a bassa potenza e deve essere potenziata e anche elaborata in modo tale da replicare e generare entrambe le metà del segnale CA.

Per eseguire quanto sopra, il 4017 e lo stadio mosfet è incorporato .

I 100Hz / 120Hz dal bridge vengono ricevuti anche dal 4017 al suo pin # 14, il che significa che ora l'uscita si sequenza e si ripeterà dal pin # 3 al pin # 3 in modo tale che i mosfet siano commutati in tandem ed esattamente alla frequenza di 50Hz, il che significa che ogni mosfet condurrebbe 50 volte al secondo, alternativamente.

I mosfet rispondono alle azioni di cui sopra dall'IC4017 e generano il corrispondente effetto push pull sul trasformatore collegato che a sua volta produce la tensione di rete CA richiesta sul suo avvolgimento secondario.

Ciò può essere implementato fornendo un ingresso CC ai mosftes da una fonte rinnovabile o una batteria.

Tuttavia la tensione di cui sopra sarebbe un'onda quadra ordinaria, non corrispondente alla forma d'onda della griglia, fino a quando ea meno che non includiamo la rete comprendente i due diodi 1N4148 collegati ai gate dei mosfet e al pin # 3 di IC555.

La rete di cui sopra taglia le onde quadre alle porte dei mosftes in modo accurato rispetto al pattern PWM o in altre parole scolpisce le onde quadre esattamente corrispondenti alla forma d'onda AC della griglia, anche se in forma PWM (vedere la forma d'onda # 4).

L'output di cui sopra ora viene reinserito nella rete in base alle specifiche e ai modelli della griglia in modo accurato.

La potenza in uscita può essere modificata da 100 watt a 1000 watt o anche di più dimensionando opportunamente l'ingresso DC, i mosfet e le potenze del trasformatore.

Il discusso circuito dell'inverter per il collegamento alla rete solare rimane operativo solo fino a quando l'alimentazione di rete è presente, nel momento in cui la rete elettrica viene a mancare, TR1 spegne i segnali di ingresso e l'intero circuito si arresta, una situazione che è strettamente indispensabile per gli inverter di collegamento alla rete sistemi di circuiti.

Schema elettrico

circuito GTI ad energia solare

Immagini della forma d'onda presunte

Qualcosa non va nel design sopra

Secondo il signor Selim Yavuz il progetto di cui sopra aveva alcune cose che sembravano dubbie e necessitavano di correzione, ascoltiamo cosa aveva da dire:

Ciao Swag,

spero che tu stia bene.

ho provato il tuo circuito su un tagliere. Sembra funzionare tranne la parte pwm. Per qualche ragione, ottengo una doppia gobba ma nessuna vera pwm. Potresti aiutarmi a capire come funziona 555 pwm? Ho notato che 2.2k e 1u creano una rampa di 10ms. Credo che la rampa dovrebbe essere molto più veloce di quella poiché la semionda è di 10 ms. Forse mi sono perso alcune cose.

Inoltre, 4017 fa un lavoro pulito passando felicemente avanti e indietro. All'accensione, l'orologio a 100 hz fa partire il contatore sempre da 0. Come possiamo assicurarci che sia sempre in fase con la rete?

Apprezzo il tuo aiuto e le tue idee.
Saluti,
Selim

Risolvere il problema del circuito

Ciao Selim,

Grazie per l'aggiornamento.
Hai assolutamente ragione, le onde triangolari dovrebbero essere molto più alte in frequenza rispetto all'ingresso di modulazione al pin # 5.
Per questo potremmo optare per un IC 555 separato a 300Hz (circa) per alimentare il pin2 del pwm IC 555.
Questo risolverà tutti i problemi secondo me.
Il 4017 dovrebbe essere sincronizzato tramite 100Hz ricevuto dal raddrizzatore a ponte e il suo pin3, pin2 dovrebbe essere usato per pilotare i gate e pin4 collegato al pin15. Ciò garantirà una perfetta sincronizzazione con la frequenza di rete.
Saluti.

Progettazione finalizzata come da conversazione sopra

Concetto di progettazione di inverter da 100 a 1 kva (GTI)

Il diagramma sopra è stato ridisegnato di seguito con numeri di parte distinti e notazioni dei ponticelli

GTI solare

ATTENZIONE: L'IDEA È BASATA SOLO SULLA SIMULAZIONE IMMAGINATIVA, LA DISCREZIONE DEL VISUALIZZATORE È RIGOROSAMENTE CONSIGLIATA.

Un grosso problema con il progetto di cui sopra affrontato da molti dei costruttori è stato il riscaldamento di uno dei mosfet durante le operazioni GTI. Di seguito vengono presentati una possibile causa e rimedio suggerito dal Sig. Hsen.

La correzione proposta nella fase mosfet raccomandata dal Sig. Hsen è anche allegata qui sotto, si spera che le suddette modifiche aiuteranno a controllare il problema in modo permanente:

Ciao sig. Swagatam:

Ho rivisto il tuo diagramma e sono fermamente convinto che i gate dei MOSFET raggiungeranno un segnale modulante (HF PWM) e non un semplice segnale 50 cs. Pertanto insisto, deve essere incorporato un driver più potente il CD4017 e la resistenza in serie dovrebbe essere di un valore molto più basso.

Un'altra cosa da considerare è che all'incrocio tra la resistenza e il cancello non dovrebbe esserci un altro elemento aggiunto, e in questo caso vedo andare ai diodi 555.

Perché questo potrebbe essere il motivo per cui uno dei MOFET riscalda perché può oscillare da solo. Quindi penso che il mosfet si riscaldi perché oscilla e non per il trasformatore di uscita.

Scusami, ma la mia preoccupazione è che il tuo progetto riesca perché mi sento molto bene e non è mia intenzione criticare.

Distinti saluti, hsen

Driver Mosfet migliorato

Secondo i suggerimenti del Sig. Hsen, il seguente buffer BJT potrebbe essere impiegato per garantire che i mosfet siano in grado di funzionare con maggiore sicurezza e controllo.




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