Circuito do inversor de grade de 100VA a 1000VA

O conceito a seguir descreve um circuito inversor de rede solar simples, mas viável, que pode ser modificado adequadamente para gerar potência de 100 a 1000 VA e acima.

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O que é um inversor de empate de rede


É um sistema de inversor projetado para funcionar como um inversor comum usando uma energia de entrada CC, com a exceção de que a saída é retornada à rede elétrica.

Essa energia adicionada à rede pode ser destinada a contribuir para as crescentes demandas de energia e também a gerar uma renda passiva da empresa concessionária de acordo com seus termos (aplicável apenas em países limitados).

Para implementar o processo acima, é garantido que a saída do inversor esteja perfeitamente sincronizada com a energia da rede em termos de RMS, forma de onda, frequência e polaridade, para evitar comportamentos e problemas não naturais.

O conceito proposto por mim é mais um circuito inversor de empate de grade (não verificado) que é ainda mais simples e razoável do que o projeto anterior .

O circuito pode ser entendido com a ajuda dos seguintes pontos:

Como funciona o circuito GTI

A rede elétrica CA do sistema de grade é aplicada ao TR1, que é um transformador de nível reduzido.

O TR1 reduz a entrada da rede elétrica para 12V e a retifica com a ajuda da rede de pontes formada pelos quatro diodos 1N4148.

A tensão retificada é usada para alimentar os ICs através dos diodos 1N4148 individuais conectados nas pinagens relevantes dos ICs, enquanto os capacitores de 100uF associados garantem que a tensão seja filtrada adequadamente.

A tensão retificada adquirida logo após a ponte também é usada como entrada de processamento para os dois ICs.

Como o sinal acima (veja a imagem da forma de onda nº 1) não é filtrado, ele consiste em uma frequência de 100Hz e se torna o sinal de amostra para processamento e ativação da sincronização necessária.

Primeiro, ele é alimentado no pino 2 do IC555, onde sua frequência é usada para comparar com as ondas dente de serra (consulte a forma de onda nº 2) através do pino nº 6/7 obtido do coletor do transistor BC557.

A comparação acima permite que o IC crie a saída PWM pretendida em sincronia com a frequência da rede elétrica.

O sinal da ponte também é alimentado no pino nº 5, que fixa o valor RMS da saída PWM, correspondendo exatamente à forma de onda da grade (consulte a forma de onda nº 3).

No entanto, neste ponto, a saída do 555 é baixa em energia e precisa ser aumentada e também processada de modo a replicar e gerar as duas metades do sinal CA.

Para executar o exposto, o estágio 4017 e o mosfet são incorporados .

O 100Hz / 120Hz da ponte também é recebido pelo 4017 no pino nº 14, o que significa que agora a saída sequencia e repete do pino nº 3 para o pino nº 3, de modo que os mosfets sejam alternados em tandem e exatamente na frequência de 50Hz, o que significa que cada mosfet conduziria 50 vezes por segundo, alternadamente.

Os mosfets respondem às ações acima do IC4017 e geram o efeito push pull correspondente sobre o transformador conectado, que por sua vez produz a tensão necessária da rede elétrica CA em seu enrolamento secundário.

Isso pode ser implementado fornecendo uma entrada DC para os mosftes a partir de uma fonte renovável ou de uma bateria.

No entanto, a tensão acima seria uma onda quadrada comum, não correspondendo à forma de onda da grade, até e a menos que incluíssemos a rede que compreende os dois diodos 1N4148 conectados através dos portões dos mosfets e o pino nº 3 do IC555.

A rede acima corta as ondas quadradas nas portas dos mosftes com precisão em relação ao padrão PWM ou, em outras palavras, esculpe as ondas quadradas que correspondem exatamente à forma de onda CA da grade, embora na forma de PWM (consulte a forma de onda # 4).

A saída acima agora é retornada à grade, conforme as especificações e os padrões da grade com precisão.

A saída de potência pode ser alterada de 100 watts para 1000 watts ou mais, dimensionando adequadamente a entrada CC, os mosfets e as classificações do transformador.

O circuito do inversor de ligação à rede solar discutido permanece em operação somente enquanto a energia da rede estiver presente, no momento em que a rede elétrica falhar, o TR1 desliga os sinais de entrada e o circuito inteiro pára, uma situação estritamente imperativa para o inversor de rede sistemas de circuitos.

Diagrama de circuito

Imagens de forma de onda presumida

Algo não está certo no design acima

Segundo o Sr. Selim Yavuz, o design acima tinha algumas coisas que pareciam duvidosas e precisavam de correção, vamos ouvir o que ele tinha a dizer:

Hi Swag,

espero que estejas bem.

Eu tentei o seu circuito em uma placa de pão. Parece funcionar, exceto parte pwm. Por alguma razão, recebo uma corcova dupla, mas não um pwm real. Você poderia me ajudar a entender como 555 faz pwm? Notei que 2.2k e 1u criam uma rampa de 10ms. Acredito que a rampa deva ser muito mais rápida que a meia onda, que é de 10ms. Pode ser que eu tenha perdido algumas coisas.

Além disso, 4017 faz um trabalho limpo alternando alegremente para frente e para trás. Quando você liga, o relógio de 100 hz faz com que o contador sempre comece a partir de 0. Como podemos garantir que ele esteja sempre em fase com a grade?

Aprecie sua ajuda e idéias.
Atenciosamente,
Selim

Resolvendo a questão do circuito

Olá Selim,

Obrigado pela atualização.
Você está absolutamente correto, as ondas triangulares devem ter uma frequência muito maior em comparação com a entrada de modulação no pino # 5.
Para isso, poderíamos usar um IC 555 de 300Hz (aproximadamente) 555 IC separado para alimentar o pino2 do pwm IC 555.
Isso resolverá todos os problemas de acordo comigo.
O 4017 deve ter clock de 100Hz recebido do retificador de ponte e seu pino3, pino2 deve ser usado para acionar os portões e o pino4 conectado ao pino15. Isso garantirá perfeita sincronização com a frequência da rede elétrica.
Saudações.

Design finalizado conforme a conversa acima

O diagrama acima foi redesenhado abaixo com números de peça distintos e notações de jumpers

AVISO: A IDÉIA É BASEADA ÚNICA EM SIMULAÇÃO IMAGINATIVA, A DESCRIÇÃO DO VISUALIZADOR É ATERRADA.

Um grande problema com o projeto acima enfrentado por muitos dos construtores foi o aquecimento de um dos mosfets durante as operações do GTI. Uma possível causa e solução, conforme sugerido pelo Sr. Hsen, é apresentada abaixo.

A correção proposta no estágio mosfet, conforme recomendado pelo Sr. Hsen, também está incluída aqui embaixo, esperamos que as referidas modificações ajudem a controlar o problema permanentemente:

Olá sr. Swagatam:

Observei novamente o seu diagrama e estou firmemente convencido de que os portões dos MOSFET atingirão um sinal modulador (HF PWM) e não um sinal simples de 50 cs. Portanto, eu insisto, um driver mais poderoso do CD4017 deve ser incorporado e a resistência em série deve ser de um valor muito menor.

Outra coisa a considerar é que na junção do resistor e da porta não deve haver outro elemento adicionado, e neste caso eu vejo indo para os diodos 555.

Porque essa pode ser a razão pela qual um dos MOFET aquece porque pode oscilar automaticamente. Então eu acho que o mosfet esquenta porque está oscilando e não por causa do transformador de saída.

Desculpe-me, mas minha preocupação é que seu projeto seja bem-sucedido porque me sinto muito bem e não é minha intenção criticar.

Atenciosamente, hsen

Driver Mosfet aprimorado

De acordo com as sugestões do Sr. Hsen, o buffer BJT a seguir pode ser empregado para garantir que os mosfets possam trabalhar com melhor segurança e controle.

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FONTE

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