Um inversor grid-tie funciona de forma semelhante a um inversor convencional, no entanto, a potência de saída de tal inversor é alimentada e ligada com a rede elétrica CA da rede elétrica.

Contanto que a alimentação da rede elétrica esteja presente, o inversor contribui com sua energia para a rede elétrica existente e interrompe o processo quando a alimentação da rede falha.

>Ola, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc...
Veja na FONTE até ser revisado o post. -status (revisado 50% 01/01/2019)-
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O conceito

O conceito é de fato muito intrigante, pois permite que cada um de nós se torne um colaborador de energia elétrica. Imagine cada casa envolvida nesse projeto para gerar uma quantidade enorme de energia para a rede, o que, por sua vez, fornece uma fonte de renda passiva para as residências contribuintes. Como o insumo é derivado das fontes renováveis, a renda fica absolutamente livre de custos.

Fazer um inversor grid tie em casa é considerado muito difícil, pois o conceito envolve alguns critérios estritos a serem observados, e não seguir pode levar a situações perigosas.

As principais poucas coisas que devem ser observadas são:

A saída do inversor deve estar perfeitamente sincronizada com a grade AC.

A amplitude e a freqüência da tensão de saída, conforme mencionado acima, devem corresponder todas aos parâmetros da grade AC.

O inversor deve desligar imediatamente caso a tensão da rede falhe.

Neste post eu tentei apresentar um circuito inversor grid-tie simples que de acordo comigo cuida de todos os requisitos acima e entrega o AC gerado na grade com segurança, sem criar quaisquer situações perigosas.

Simulação e trabalho

Vamos tentar entender o design proposto (desenvolvido exclusivamente por mim) com a ajuda dos seguintes pontos:

Novamente, como de costume, nosso melhor amigo, o IC555 ocupa o centro do palco em todo o aplicativo. Na verdade, só por causa desse IC, a configuração pode se tornar aparentemente muito simples.

Referindo-se ao diagrama de circuito, o IC1 e IC2 são basicamente ligados como um sintetizador de tensão ou, em termos mais familiares, a um modulador de posição de pulso.

Um transformador de redução TR1 é usado aqui para fornecer a tensão de operação necessária ao circuito IC, bem como para fornecer os dados de sincronização ao IC, para que ele possa processar a saída de acordo com os parâmetros de grade.

O pino # 2 e o pino # 5 de ambos os CIs estão conectados ao ponto após D1 e via T3, respectivamente, o que fornece os dados de contagem e amplitude de frequência da grade AC para os CIs, respectivamente.

As duas informações acima fornecidas aos CIs solicitam que os CIs modifiquem suas saídas nos respectivos pinos de acordo com essas informações.

O resultado da saída traduz esses dados em tensão PWM bem otimizada que é muito sincronizada com a tensão da rede.

O IC1 é usado para gerar PWM positivo, enquanto o IC2 produz PWMs negativos, ambos trabalhando em conjunto criando o efeito push pull exigido sobre os mosfets.

As tensões acima são alimentadas para os mosfets respectivos, o que efetivamente converte o padrão acima em uma corrente contínua flutuante de alta corrente através do enrolamento de entrada do transformador escalonado envolvido.

A saída do transformador converte a entrada em uma CA perfeitamente sincronizada, compatível com a rede existente AC.

Ao conectar a saída TR2 à rede, conecte uma lâmpada de 100 watts em série com um dos fios. Se a lâmpada acender, significa que os ACs estão fora de fase, inverta as conexões imediatamente e agora a lâmpada deve parar de brilhar, garantindo a sincronização adequada dos ACs.

Você também gostaria de ver este  projeto de circuito de empate Grid simplificado

Assume a forma de onda PWM (traço inferior) nas saídas dos CIs

Lista de peças

Todas as resistências = 2K2 
C1 = 1000uF / 25V 
C2, C4 = 0,47uF 
D1, D2 = 1N4007, 
D3 = 10AMP, 
IC1,2 = 555 MOSFETES 
= CONFORME ESPECIFICAÇÕES DE APLICAÇÃO. 
TR1 = 0-12V, 100mA 
TR2 = CONFORME ESPECIFICAÇÕES DE APLICAÇÃO 
T3 = BC547 
INPUT DC = CONFORME ESPECIFICAÇÕES DE APLICAÇÃO.

ATENÇÃO: A IDÉIA É BASEADA NA SIMULAÇÃO IMAGINATIVA, O DISCRETO DO VISITANTE É ESTRITAMENTE AVISADO.

Depois de receber uma sugestão corretiva de um dos leitores deste blog, o Sr. Darren e alguma contemplação, revelou que o circuito acima tinha muitas falhas e não funcionaria na prática.

O design revisado

O design revisado é mostrado abaixo, o que parece muito melhor e uma ideia viável.

Aqui, um único IC 556 foi incorporado para criar os pulsos do PWM. 
Uma metade do IC foi configurada como o gerador de alta frequência para alimentar a outra metade IC, que é manipulada como um modulador de largura de pulso.

A freqüência de modulação da amostra é derivada de TR1, que fornece os dados de freqüência exata para o CI, de modo que o PWM esteja perfeitamente dimensionado de acordo com a freqüência da rede.

A alta freqüência garante que a saída seja capaz de cortar as informações de modulação acima com precisão e fornecer aos mosfets um equivalente RMS exato da rede principal.

Finalmente, os dois transistores se certificam de que os mosfet nunca se comportam juntos, e sim apenas um de cada vez, de acordo com as oscilações principais de 50 ou 60 Hz.

 

Lista de peças

R1, R2, C1 = selecione para criar em torno de 1 kHz de freqüência

R3, R4, R5, R6 = 1K

C2 = 1nF

C3 = 100uF / 25V

D1 = diodo de 10 amp

D2, D3, D4, D5 = 1N4007

T1, T2 = conforme exigência

T3, T4 = BC547

IC1 = IC 556

TR1, TR2 = como sugerido no desenho da seção anterior

O circuito acima foi analisado pelo Sr. Selim e ele encontrou algumas falhas interessantes no circuito. A falha principal é a falta dos pulsos PWM negativos dos semicíricos AC. A segunda falha foi detectada com os transistores que não pareciam isolar a comutação dos dois mosfets de acordo com a taxa de 50 Hz alimentada.

A ideia acima foi modificada pelo Sr. Selim, aqui estão os detalhes da forma de onda após as modificações. modificações:

Imagem da forma de onda:

CTRL é o sinal de 100 Hz após o retificador, OUT é de PWM de ambas as ondas de metade, Vgs são as voltagens de gate dos FETs, Vd é o pickup no enrolamento secundário, que está sincronizado com CTRL / 2.

Desconsidere as frequências, pois elas estão incorretas devido a baixas velocidades de amostragem (senão fica muito lento no ipad). Em freqüências de amostragem mais altas (20Mhz), o PWM parece bastante impressionante.

Para corrigir o ciclo de trabalho para 50% em torno de 9kHz, tive que colocar um diodo.

Saudações,

Selim

Modificações

Para permitir a detecção dos semiciclos negativos, a entrada de controle do CI deve ser alimentada com ambos os semiciclos da CA, isso pode ser obtido empregando uma configuração de retificador de ponte. 
Aqui está como o circuito finalizado deve parecer de acordo comigo.

A base do transistor é agora conectada com um diodo zener, de modo que, esperamos, permitir que os transistores isolem a condução do mosfet de modo que eles conduzam alternadamente em resposta aos pulsos de 50 Hz na base T4.

 

Atualizações Recentes do Sr. Selim

Olá Swag,

Eu continuo lendo seus blogs e continuo experimentando na breadboard. 
Eu tentei a abordagem de diodo zener (sem sorte), portas CMOS e, muito melhor, op-amps funcionou melhor. Eu tenho 90VAC de 5VDC e 170VAC de 9VDC a 50Hz, acredito que ele esteja em sincronia com a grade (não posso confirmar como nenhum osciloscópio). Entre o barulho vai se você clamp ele com uma tampa de 0,15u. na bobina secundária.

Assim que coloco uma carga na bobina secundária, a voltagem cai para 0VAC com apenas um ligeiro aumento nos amplificadores DC de entrada. Os Mosfets nem tentam desenhar mais amplificadores. Talvez alguns drivers de mosfet como o IR2113 (veja abaixo) possam ajudar?

Embora em alto astral, sinto que a PWM pode não ser tão direta quanto esperávamos. Definitivamente, é bom controlar o torque nos motores cc em baixas freqüências pwm. No entanto, quando o sinal de 50 Hz é cortado a uma freqüência mais alta, ele, por algum motivo, perde energia ou o mosfet PWMd não pode fornecer os amplificadores necessários na bobina primária para manter o 220VAC sob carga.

Eu encontrei outro esquema que é muito relacionado ao seu, exceto PWM. Você pode ter visto este antes. 
O link está em https: // www (ponto) eletro-tech-online (ponto) com / alternative-energy / 105324-grade-tie-inversor-esquemático-2-0-a.html

O circuito de manuseio de energia é um drive H com IGBTs (poderíamos usar mosfets). Parece que pode fornecer o poder através de. 
Parece complicado, mas na verdade não é tão ruim, o que você acha? Vou tentar simular o circuito de controle e deixá-lo como está. 
Saudações,

Selim

Enviado do meu iPad

 

 

Outras modificações

Algumas modificações e informações muito interessantes foram fornecidas pela Miss Nuvem, uma das leitoras dedicadas deste blog, vamos aprendê-las abaixo:

Olá Sr. Swagatam,

Eu sou a Miss Nuvem e estou trabalhando em um grupo que está construindo alguns dos seus circuitos durante um evento sobre a vida sustentável no Brasil e na Catalunha. Você tem que visitar algum dia.

Eu estive simulando o Circuito Inversor Grid-Tie, e gostaria de sugerir algumas modificações para o último design que você tinha no seu post.

Primeiro, eu estava tendo problemas onde o sinal de saída do PWM (pino 9 do IC1) simplesmente apagava e parava de oscilar. Isso estava acontecendo sempre que a tensão de controle no pino 11 fosse maior que a tensão do Vcc devido à queda em D4. Minha solução foi adicionar dois diodos 1n4007 em série entre o retificador e a tensão de controle. Você pode ser capaz de sair com apenas um diodo, mas estou usando dois apenas para estar seguro.

Outro problema que eu estava tendo era com o Vgs para T1 e T2 não sendo muito simétrico. T1 estava bem, mas T2 não estava oscilando até os valores do Vcc, porque sempre que T3 estava ligado, estava colocando 0,7V em T4 ao invés de deixar R6 puxar a tensão. Eu consertei isso colocando um resistor de 4.7kohm entre T3 e T4. Eu acho que qualquer valor maior do que isso funciona, mas eu usei 4.7kohm.

Espero que isto faça sentido. Estou anexando uma imagem do circuito com essas modificações e os resultados da simulação que estou obtendo com o LTspice.
Nós estaremos trabalhando neste e em outros circuitos para a próxima semana. Nós manteremos você atualizado.

Atenciosamente.
Miss Nuvem

Imagens de forma de onda

 

 

Veja mais

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Veja na FONTE até ser revisado o post. -status (revisado 50% 01/01/2019)-

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FONTE



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