Un inverter di collegamento alla rete funziona in modo simile a un inverter convenzionale, tuttavia la potenza in uscita da tale inverter viene alimentata e collegata alla rete CA dalla rete di distribuzione.

Finché è presente l'alimentazione CA di rete, l'inverter contribuisce con la sua potenza all'alimentazione di rete esistente e interrompe il processo in caso di interruzione dell'alimentazione di rete.

Il concetto

Il concetto è davvero molto intrigante in quanto consente a ciascuno di noi di diventare un contributore di energia elettrica. Immagina che ogni casa venga coinvolta in questo progetto per generare una quantità enorme di energia alla rete, che a sua volta fornisce una fonte di reddito passiva alle residenze contribuenti. Poiché l'input è derivato da fonti rinnovabili, il reddito diventa assolutamente gratuito.

“cos'è un materiale ferromagnetico? ”

Realizzare un inverter di rete a casa è considerato molto difficile in quanto il concetto implica alcuni criteri rigorosi da osservare, il mancato rispetto può portare a situazioni pericolose.

Le poche cose principali che devono essere osservate sono:

L'uscita dell'inverter deve essere perfettamente sincronizzata con la rete AC.

L'ampiezza e la frequenza della tensione di uscita sopra menzionate devono corrispondere ai parametri AC della rete.

L'inverter dovrebbe spegnersi istantaneamente in caso di mancanza di tensione di rete.

In questo post ho cercato di presentare un semplice circuito inverter di collegamento alla rete che secondo me si prende cura di tutti i requisiti di cui sopra e fornisce la CA generata in rete in modo sicuro senza creare situazioni pericolose.

Funzionamento del circuito

Proviamo a capire il design proposto (sviluppato esclusivamente da me) con l'aiuto dei seguenti punti:

Ancora una volta, come al solito il nostro migliore amico, l'IC555 è al centro dell'intera applicazione. Infatti solo grazie a questo IC la configurazione potrebbe diventare apparentemente molto semplice.

Facendo riferimento allo schema del circuito, IC1 e IC2 sono fondamentalmente cablati come un sintetizzatore di tensione o in termini più familiari un modulatori di posizione degli impulsi.

Un trasformatore riduttore TR1 viene utilizzato qui per fornire la tensione di esercizio richiesta al circuito IC e per fornire i dati di sincronizzazione all'IC, in modo che possa elaborare l'uscita in conformità con i parametri di rete.

Il pin # 2 e il pin # 5 di entrambi gli IC sono collegati rispettivamente al punto dopo D1 e tramite T3, che fornisce rispettivamente il conteggio della frequenza e i dati di ampiezza della griglia AC agli IC.

Le due informazioni di cui sopra fornite agli IC richiedono agli IC di modificare le loro uscite sui rispettivi pin in base a queste informazioni.

Il risultato dell'output traduce questi dati in una tensione PWM ben ottimizzata che è molto sincronizzata con la tensione della rete.

IC1 viene utilizzato per generare PWM positivo, mentre IC2 produce PWM negativi, entrambi lavorano in tandem creando l'effetto push pull richiesto sui mosfet.

Le tensioni di cui sopra vengono alimentate ai rispettivi mosfet, che converte efficacemente il modello di cui sopra in una corrente continua fluttuante ad alta corrente attraverso l'avvolgimento di ingresso del trasformatore elevatore coinvolto.

L'uscita del trasformatore converte l'ingresso in un AC perfettamente sincronizzato, compatibile con la rete AC esistente.

Collegando l'uscita TR2 alla rete, collegare una lampadina da 100 watt in serie con uno dei fili. Se la lampadina si accende, significa che gli AC sono fuori fase, invertire immediatamente i collegamenti e ora la lampadina dovrebbe smettere di emettere luce garantendo la corretta sincronizzazione degli AC.

Vorresti anche vedere questo progettazione semplificata del circuito di collegamento alla rete

Forma d'onda PWM presunta (traccia inferiore) alle uscite dei circuiti integrati

Elenco delle parti

Tutti i resistori = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0,47 uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10AMP,
IC1,2 = 555
MOSFET = SECONDO LE SPECIFICHE DELL'APPLICAZIONE.
TR1 = 0-12 V, 100 mA
TR2 = SECONDO LE SPECIFICHE DELL'APPLICAZIONE
T3 = BC547
INPUT DC = SECONDO LE SPECIFICHE DELL'APPLICAZIONE.

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

Dopo aver ricevuto un suggerimento correttivo da uno dei lettori di questo blog, il signor Darren e alcune riflessioni, ha rivelato che il circuito sopra aveva molti difetti e in realtà non funzionava praticamente.

Il design rivisto

Il design rivisto è mostrato di seguito, che sembra molto migliore e un'idea fattibile.

Qui un singolo IC 556 è stato incorporato per creare gli impulsi PWM.
Una metà dell'IC è stata configurata come generatore di alta frequenza per alimentare l'altra metà IC che è configurata come un modulatore di larghezza di impulso.

La frequenza di modulazione del campione è derivata da TR1 che fornisce i dati di frequenza esatti all'IC in modo che il PWM sia perfettamente dimensionato in base alla frequenza di rete.

L'alta frequenza assicura che l'uscita sia in grado di tagliare con precisione le informazioni di modulazione di cui sopra e fornire ai mosfet un esatto equivalente RMS della rete di rete.

Infine, i due transistor fanno in modo che i mosfet non conducano mai insieme ma solo uno alla volta, come per le oscillazioni di rete a 50 o 60 Hz.

Elenco delle parti

R1, R2, C1 = selezionare per creare una frequenza di circa 1 kHz
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = diodo da 10 amp
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = come da requisito
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = come suggerito nel progetto della sezione precedente

Il circuito di cui sopra è stato analizzato dal signor Selim e ha trovato alcuni difetti interessanti nel circuito. Il difetto principale è la mancanza degli impulsi PWM negativi dei semicicli AC. Il secondo guasto è stato rilevato con i transistor che non sembravano isolare la commutazione dei due mosfet secondo la frequenza 50 Hz alimentata.

L'idea di cui sopra è stata modificata dal Sig. Selim, ecco i dettagli della forma d'onda dopo le modifiche. modifiche:

Immagine della forma d'onda:

CTRL è il segnale a 100 Hz dopo il raddrizzatore, OUT proviene da PWM da entrambe le onde dimezzate, Vgs sono le tensioni di gate dei FET, Vd è il pickup sull'avvolgimento secondario, che in sincronia con CTRL / 2.

Ignora le frequenze in quanto non sono corrette a causa delle basse velocità di campionamento (altrimenti diventa troppo lento sull'ipad). A frequenze di campionamento più elevate (20 Mhz) il PWM sembra piuttosto impressionante.

Per fissare il duty cycle al 50% a circa 9kHz, ho dovuto inserire un diodo.

“esempi di ac e dc ”

Saluti,

Selim

Modifiche

Per abilitare la rilevazione dei semicicli negativi, l'ingresso di controllo dell'IC deve essere alimentato con entrambi i semicicli dell'AC, ciò può essere ottenuto impiegando una configurazione a ponte raddrizzatore.
Ecco come dovrebbe apparire il circuito finalizzato secondo me.

La base del transistor è ora collegata con un diodo zener in modo che, si spera, consenta ai transistor di isolare la conduzione del mosfet in modo tale che conducano alternativamente in risposta agli impulsi a 50 Hz alla base T4.

Aggiornamenti recenti da Mr. Selim

Ciao Swag,

Continuo a leggere i tuoi blog e continuo a sperimentare sulla breadboard.
Ho provato l'approccio del diodo zener (senza fortuna), i gate CMOS e, molto meglio, gli amplificatori operazionali hanno funzionato meglio. Ho 90 V CA su 5 V CC e 170 V CA da 9 V CC a 50 Hz, credo che sia sincronizzato con la rete (non posso confermare come nessun oscilloscopio). A proposito, il rumore va se lo fissi con un cappuccio da 0,15u. sulla bobina secondaria.

Non appena metto un carico sulla bobina secondaria, la sua tensione scende a 0 V CA con solo un leggero aumento degli amplificatori CC in ingresso. I Mosfet non provano nemmeno ad attirare più amplificatori. Forse alcuni driver mosfet come IR2113 (vedi sotto) potrebbero aiutare?

Anche se di ottimo umore, sento che PWM potrebbe non essere così semplice come sperato. È sicuramente utile controllare la coppia sui motori a corrente continua a basse frequenze di pwm. Tuttavia, quando il segnale a 50 Hz viene tagliato a una frequenza più alta, per qualche motivo perde potenza o il mosfet PWMd non può fornire gli amplificatori elevati necessari sulla bobina primaria per mantenere i 220VAC sotto carico.

Ho trovato un altro schema che è molto strettamente correlato al tuo, tranne PWM. Potresti averlo visto prima.
Il collegamento è su https: // www (dot) electro-tech-online (dot) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

Il circuito di gestione della potenza è un drive H con IGBT (potremmo invece usare mosfet). Sembra che possa trasmettere il potere attraverso.
Sembra complicato ma in realtà non è poi così male, cosa ne pensi? Proverò a simulare il circuito di controllo e farti vedere come appare.
Saluti,

Selim

inviato dal mio Ipad

Ulteriori modifiche

Alcune modifiche e informazioni molto interessanti sono state fornite da Miss Nuvem, una delle lettrici appassionate di questo blog, impariamole di seguito:

Ciao sig. Swagatam,

Sono Miss Nuvem e sto lavorando in un gruppo che sta costruendo alcuni dei tuoi circuiti durante un evento sulla vita sostenibile in Brasile e Catalogna. Devi visitare un giorno.

Ho simulato il tuo circuito Inverter Grid-Tie e vorrei suggerire un paio di modifiche all'ultimo progetto che avevi sul tuo post.

Innanzitutto, avevo problemi in cui il segnale di uscita PWM (pin 9 di IC1) si interrompeva e smette di oscillare. Questo accadeva ogni volta che la tensione di controllo al pin 11 sarebbe aumentata della tensione Vcc a causa della caduta su D4. La mia soluzione è stata quella di aggiungere due diodi 1n4007 in serie tra il raddrizzatore e la tensione di controllo. Potresti riuscire a farla franca con un solo diodo, ma ne sto usando due solo per sicurezza.

Un altro problema che stavo avendo era con i Vgs per T1 e T2 non molto simmetrici. T1 andava bene, ma T2 non oscillava fino ai valori Vcc perché ogni volta che T3 era acceso, metteva 0,7 V su T4 invece di lasciare che R6 aumentasse la tensione. Ho risolto il problema inserendo una resistenza da 4.7kohm tra T3 e T4. Penso che qualsiasi valore superiore a quello funzioni, ma ho usato 4.7kohm.

Spero che questo abbia un senso. Allego un'immagine del circuito con queste modifiche e i risultati della simulazione che ottengo con LTspice.
Lavoreremo su questo e altri circuiti per la prossima settimana. Ti terremo aggiornato.

Cordiali saluti.
Miss Cloud