Un inversor de connexió de xarxa funciona de manera similar a un inversor convencional, tot i que la potència de sortida d’aquest inversor s’alimenta i es relaciona amb la xarxa de corrent altern de la xarxa elèctrica.

Mentre hi hagi subministrament de corrent altern, l’inversor aporta la seva energia a l’abastiment de xarxa existent i atura el procés quan el subministrament de xarxa falli.

El concepte

El concepte és, de fet, molt intrigant, ja que permet a cadascun de nosaltres convertir-nos en un contribuent a l’energia pública. Imagineu-vos que cada casa s’impliqui en aquest projecte per generar grans quantitats d’energia a la xarxa, que al seu torn proporciona una font d’ingressos passiva a les residències que contribueixen. Com que l’aportació es deriva de fonts renovables, els ingressos queden absolutament lliures de costos.

“com connectar el commutador bidireccional ”

Fer un inversor de connexió a la xarxa a casa es considera molt difícil, ja que el concepte implica uns criteris estrictes que s’han d’observar, el fet de no seguir pot comportar situacions perilloses.

Les principals coses que s’han d’observar són:

La sortida de l’inversor ha d’estar perfectament sincronitzada amb la xarxa de corrent altern.

L'amplitud i freqüència de la tensió de sortida, tal com s'ha esmentat anteriorment, han de correspondre amb els paràmetres de corrent altern.

L'inversor s'ha d'apagar instantàniament en cas que falli la tensió de la xarxa.

En aquesta publicació he intentat presentar un circuit inversor senzill que, segons jo, compleix tots els requisits anteriors i lliura la CA generada a la xarxa de manera segura sense crear cap situació perillosa.

Funcionament del circuit

Intentem entendre el disseny proposat (desenvolupat exclusivament per mi) amb l'ajut dels punts següents:

De nou, com és habitual el nostre millor amic, l'IC555 ocupa el centre de tota l'aplicació. De fet, només a causa d'aquest IC, la configuració podria ser aparentment tan senzilla.

En referència al diagrama de circuits, l'IC1 i l'IC2 es connecten bàsicament com a sintetitzador de tensió o, en termes més familiars, com a moduladors de posició d'impulsos.

Aquí s’utilitza un transformador de baixada TR1 per subministrar la tensió de funcionament necessària al circuit IC i per subministrar les dades de sincronització a l’IC, de manera que pugui processar la sortida d’acord amb els paràmetres de la xarxa.

El pin # 2 i el pin # 5 dels dos circuits integrats estan connectats al punt després de D1 i a través de T3 respectivament, que proporciona el recompte de freqüències i les dades d'amplitud de la xarxa de CA als IC respectivament.

La informació anterior proporcionada als ICs demana als IC que modifiquin les seves sortides als pins respectius d'acord amb aquesta informació.

El resultat de la sortida tradueix aquestes dades en una tensió PWM ben optimitzada que està molt sincronitzada amb la tensió de xarxa.

IC1 s'utilitza per generar PWM positiu, mentre que IC2 produeix PWM negatius, tots dos funcionen en tàndem creant l'efecte push pull requerit sobre els mosfets.

Els voltatges anteriors s’alimenten als respectius mosfets, cosa que converteix efectivament el patró anterior en un corrent continu fluctuant de corrent a través del bobinat d’entrada del transformador incrementat.

La sortida del transformador converteix l'entrada en una CA perfectament sincronitzada, compatible amb la xarxa de CA existent.

Mentre connecteu la sortida TR2 amb la xarxa, connecteu una bombeta de 100 watts en sèrie amb un dels cables. Si la bombeta brilla, significa que els CA estan fora de fase, invertiu les connexions immediatament i ara la bombeta hauria de deixar de brillar garantint una sincronització adequada dels CA.

També voldríeu veure això disseny simplificat del circuit de graella

Suposada forma d'ona PWM (traça inferior) a les sortides dels circuits integrats

Llista de peces

Totes les resistències = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0,47uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10 AM,
IC1,2 = 555
MOSFETS = SEGONS LES ESPECIFICACIONS DE L'APLICACIÓ.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = SEGONS LES ESPECIFICACIONS DE LA SOL·LICITUD
T3 = BC547
INPUT DC = SEGONS LES ESPECIFICACIONS DE L'APLICACIÓ.

ADVERTÈNCIA: LA IDEA ES BASA ÚNICAMENT EN LA SIMULACIÓ IMAGINATIVA, ES DISTRETEIX ESTrictament la DISCRECIÓ DEL VISOR.

Després de rebre un suggeriment correctiu d'un dels lectors d'aquest bloc, Mr. Darren i algunes reflexions, va revelar que el circuit anterior tenia molts defectes i que en realitat no funcionaria pràcticament.

El disseny revisat

A continuació es mostra el disseny revisat, que es veu molt millor i és una idea factible.

Aquí s'ha incorporat un únic IC 556 per crear els impulsos PWM.
La meitat de l’IC s’ha configurat com a generador d’alta freqüència per alimentar l’altra meitat de l’IC que s’adapta com a modulador d’amplada de pols.

La freqüència moduladora de la mostra es deriva de TR1, que proporciona les dades de freqüència exactes a l’IC de manera que els PWM queden perfectament dimensionats d’acord amb la freqüència de xarxa.

L'alta freqüència assegura que la sortida sigui capaç de tallar amb precisió la informació de modulació anterior i proporcionar als mosfets un equivalent RMS exacte de la xarxa elèctrica.

Finalment, els dos transistors s’asseguren que els mosfets mai condueixen junts, sinó un a la vegada, segons les oscil·lacions de 50 o 60 Hz de xarxa.

Llista de peces

R1, R2, C1 = selecciona per crear al voltant de 1 kHz de freqüència
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = díode de 10 amp
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = segons el requisit
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = com es va suggerir al disseny de la secció anterior

Selim va analitzar el circuit anterior i va trobar alguns defectes interessants al circuit. El principal defecte són els polsos PWM negatius que falten als semicicles de corrent altern. La segona falla es va detectar amb els transistors que no semblaven aïllar la commutació dels dos mosfets segons la velocitat alimentada de 50 Hz.

Selim va modificar la idea anterior, aquí teniu els detalls de la forma d'ona després de les modificacions. modificacions:

Imatge de forma d'ona:

CTRL és el senyal de 100 Hz després del rectificador, OUT prové de PWM de les dues ones a la meitat, Vgs són els voltatges de la porta dels FET, Vd és la captació del bobinatge secundari, que en sincronia amb CTRL / 2.

No tingueu en compte les freqüències, ja que són incorrectes a causa de les velocitats de mostreig baixes (en cas contrari, es fa massa lent a l'iPad). A freqüències de mostreig més altes (20 MHz), el PWM sembla bastant impressionant.

Per fixar el cicle de treball al 50% a uns 9 kHz, vaig haver de posar un díode.

“diferència de pestells i xancles ”

Salutacions,

Selim

Modificacions

Per permetre la detecció dels semicicles negatius, l’entrada de control de l’IC s’ha d’alimentar amb els dos semicicles de la CA. Això es pot aconseguir emprant una configuració de rectificador de pont.
Segons jo, hauria de ser el circuit finalitzat.

Ara la base del transistor està connectada amb un díode zener, de manera que esperem que permetin als transistors aïllar la conducció del mosfet de manera que es condueixin alternativament en resposta als polsos de 50 Hz a la base T4.

Actualitzacions recents del senyor Selim

Hola Swag,

Segueixo llegint els vostres blocs i segueixo experimentant a la taula de treball.
He provat l'enfocament zener-díode (sense sort), les portes CMOS i, molt millor, els amplificadors operatius funcionaven millor. Tinc 90VAC de 5VDC i 170VAC de 9VDC a 50Hz, crec que està sincronitzat amb la xarxa (no es pot confirmar que no hi ha oscil·loscopi). Per contra, el soroll es produeix si el fixeu amb una tapa de 0,15 u. a la bobina secundària.

Tan bon punt poso una càrrega a la bobina secundària, el voltatge cau a 0 VCA amb només un lleuger augment dels amplificadors de CC d’entrada. Els Mosfets ni tan sols intenten dibuixar més amplificadors. Potser alguns controladors de mosfet com IR2113 (vegeu més avall) podrien ajudar-vos?

Tot i que amb molt d’ànim, sento que PWM pot no ser tan senzill com s’esperava. Definitivament, és bo controlar el parell dels motors de corrent continu a freqüències baixes de pwm. No obstant això, quan el senyal de 50 Hz es trenca a freqüències més altes, per algun motiu perd energia o el mosfet PWMd no pot lliurar els amplificadors alts necessaris a la bobina principal per mantenir la càrrega de 220VAC.

He trobat un altre esquema molt relacionat amb el vostre, excepte PWM. Potser l’hauríeu vist abans.
L’enllaç es troba a https: // www (punt) electro-tech-online (punt) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

El circuit de maneig de potència és un disc H amb IGBT (podríem utilitzar mosquetes). Sembla que pot subministrar energia.
Sembla complicat però en realitat no està gens malament, què en penseu? Intentaré simular el circuit de control i deixar-vos com queda.
Salutacions,

Selim

Enviat des del meu iPad

Més modificacions

Algunes modificacions i informació molt interessants van ser proporcionades per Miss Nuvem, una de les lectores dedicades a aquest bloc, les anem a conèixer a continuació:

Hola Sr. Swagatam,

Sóc la senyoreta Nuvem i treballo en un grup que construeix alguns dels vostres circuits durant un esdeveniment sobre la vida sostenible al Brasil i a Catalunya. Cal visitar-lo algun dia.

He estat simulant el vostre circuit d’inversors Grid-Tie i m’agradaria suggerir un parell de modificacions de l’últim disseny que teníeu al vostre missatge.

En primer lloc, tenia problemes en què el senyal de sortida PWM (IC1 pin 9) només s’anul·lava i deixava d’oscil·lar. Això passava cada vegada que la tensió de control al pin 11 anava a ser superior a la tensió Vcc a causa de la caiguda de D4. La meva solució era afegir dos díodes 1n4007 en sèrie entre el rectificador i la tensió de control. És possible que pugueu escapar-vos d’un sol díode, però n’estic fent servir dos per estar segur.

Un altre problema que tenia era que les Vgs de T1 i T2 no eren molt simètriques. T1 estava bé, però T2 no oscil·lava fins als valors de Vcc, perquè sempre que estava activat, posava 0,7 V a través de T4 en lloc de deixar que R6 elevés la tensió. Ho vaig solucionar posant una resistència de 4,7 kohm entre T3 i T4. Crec que qualsevol valor superior a aquest funciona, però he utilitzat 4,7 kohm.

Espero que això tingui sentit. Adjunto una imatge del circuit amb aquestes modificacions i els resultats de simulació que obtinc amb LTspice.
Treballarem en aquest i altres circuits la propera setmana. Us mantindrem al dia.

Salutacions cordials.
Senyoreta Núvol