Projetos de circuito eletrônicoInversoresCircuito Inversor Grid-tie caseiro de 100VA a 1000VA

Relacionados

Relacionados

Circuito Inversor Grid-tie caseiro de 100VA a 1000VA

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

O que é um inversor grid tie

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

Essa energia adicionada à rede pode ser destinada a contribuir para as crescentes demandas de energia e também para gerar uma receita passiva da 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 grid tie (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 CA do sistema de rede é aplicada ao TR1, que é um transformador rebaixado.

O TR1 baixa a entrada da rede para 12V e a retifica com a ajuda da rede em ponte formada pelos quatro diodos 1N4148.

A tensão retificada é usada para alimentar os ICs através dos diodos 1N4148 individuais conectados através das 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 CIs.

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 habilita a 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 2) no pino 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 ao pino 5 que fixa o valor RMS do PWM de saída combinando precisamente com a forma de onda da grade (consulte a forma de onda 3).

No entanto, neste ponto, a saída do 555 é de baixa potência e precisa ser reforçada e também processada de modo que replique e gere ambas as metades do sinal AC.

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

Os 100Hz/120Hz da ponte também são recebidos pelo 4017 em seu pino 14, o que significa que agora sua saída seria sequenciada e repetida do pino 3 de volta ao pino 3, de modo que os mosfets sejam alternados em conjunto 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 de rede CA necessária em seu enrolamento secundário.

Isso pode ser implementado fornecendo uma entrada CC aos mosftes de uma fonte renovável ou 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 incluamos a rede que compreende os dois diodos 1N4148 conectados através das portas dos mosfets e pino 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 PWM (consulte a forma de onda # 4).

A saída acima agora é realimentada para a grade de acordo com as especificações e padrões da grade com precisão.

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

O circuito do inversor de rede solar discutido permanece operacional apenas enquanto a energia da rede estiver presente, no momento em que a rede elétrica falha, TR1 desliga os sinais de entrada e todo o circuito é interrompido, uma situação que é estritamente imperativa para o inversor de rede. sistemas de circuito.

Diagrama de circuito

CIRCUITO GTI MOVIDO A ENERGIA SOLAR

Imagens de formas de onda assumidas

IMG 624638582F5A3

Algo não está certo no design acima

De acordo com o Sr. Selim Yavuz o projeto acima tinha algumas coisas que pareciam duvidosas e precisavam de correção, vamos ouvir o que ele tinha a dizer:

IMG 624638586873D
IMG 62463858B5226

Olá Swag,

espero que estejas bem.

Eu tentei seu circuito em uma placa de pão. Parece funcionar, exceto a parte pwm. Por alguma razão, eu recebo uma corcunda dupla, mas nenhum pwm real. Você poderia por favor me ajudar a entender como 555 faz pwm? Percebi que 2,2k e 1u criam uma rampa de 10ms. Acredito que a rampa deva ser bem mais rápida que isso já que a meia onda 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. Ao ligar, o relógio de 100 hz faz com que o contador comece sempre do 0. Como podemos garantir que ele esteja sempre em fase com a rede?

Agradeço sua ajuda e ideias.
Cumprimentos,
Selim

Resolvendo o problema 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 optar por um 300Hz separado (aproximadamente) 555 IC astable para alimentação do pino2 do pwm IC 555.
Isso vai resolver todos os problemas de acordo com mim.
O 4017 deve ser cronometrado via 100Hz recebido do retificador da ponte e seu pin3, pin2 deve ser usado para acionar as portas e o pin4 conectado ao pin15. Isso garantirá uma sincronização perfeita com a frequência da rede.
Cumprimentos.

Design finalizado de acordo com a conversa acima

CONCEITO DE DESIGN DE INVERSOR DE GRADE TIE (GTI) DE 100 A 1KVA

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

SOLAR GTI

AVISO: A IDEIA É BASEADA EXCLUSIVAMENTE NA SIMULAÇÃO IMAGINATIVA, A CRITÉRIO DO VISITANTE É ESTRITAMENTE ACONSELHÁVEL.

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, esperamos que as referidas modificações ajudem a controlar o problema permanentemente:

Olá sr. Swagatam:

Observei novamente seu diagrama e estou firmemente convencido de que as portas dos MOSFETs chegarão a um sinal modulante (HF PWM) e não a um simples sinal de 50 cs. Por isso insisto, um driver mais potente o CD4017 deve ser incorporado, e a resistência em série deve ser de um valor bem menor.

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

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

Desculpe-me, mas minha preocupação é que seu projeto dê certo 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 seguinte buffer BJT pode ser empregado para garantir que os mosfets funcionem com melhor segurança e controle.

IMG 624638598284D

Hashtags: #Circuito #Inversor #Gridtie #caseiro #100VA #1000VA
 

FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…
Veja na FONTE até ser revisado o conteúdo.
Status (Ok Até agora)


Se tiver algum erro coloque nos comentários

Mas se gostou compartilhe!!!

Relacionados