Inversor caseiro de 100 a 1000 Watts

O conceito a seguir descreve um circuito inversor de interligação de rede solar simples, mas viável, que pode ser modificado apropriadamente 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 a exceção de que a saída é realimentada para a rede elétrica.

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

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

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 reduzido.

TR1 reduz a entrada da rede para 12V e corrige com a ajuda da rede de ponte formada pelos quatro diodos 1N4148.

A tensão retificada é usada para alimentar os ICs por meio 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 entradas 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 100 Hz e se torna o sinal de amostra para processamento e habilitação da sincronização necessária.

Primeiro, é alimentado ao pino # 2 do IC555, onde sua frequência é usada para comparação com as ondas dente de serra (veja a forma de onda # 2) através do 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 para o pino # 5, que fixa o valor RMS da saída PWM 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 aumentada e também processada de modo que se replique e gere ambas as metades do sinal AC.

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

Os 100 Hz / 120 Hz 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 50 Hz, 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 alimentação CA necessária em seu enrolamento secundário.

Isso pode ser implementado fornecendo uma entrada DC para os 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 incluíssemos a rede compreendendo 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, ela 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 em conformidade com as especificações e padrões da grade com precisão.

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

O circuito do inversor de rede solar discutido permanece operacional apenas enquanto a energia da rede está 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 circuitos.

Diagrama de circuito

Circuito de energia solar GTI

Imagens de forma de onda assumidas

1590450777 501 circuito caseiro de inversor de grade de 100va a 1000va

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:

projeto acima tinha algumas coisas que pareciam duvidosas

1590450779 433 circuito caseiro de inversor de grade de 100va a 1000va

Oi Swag,

espero que estejas bem.

Tentei seu circuito em uma placa de pão. Parece funcionar, exceto a parte pwm. Por alguma razão, recebo uma corcunda dupla, mas nenhum pwm real. Você poderia me ajudar a entender como 555 funciona o pwm? Percebi que 2,2k e 1u criam uma rampa de 10ms. Acredito que a rampa deva ser muito mais rápida do que isso porque 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. 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?

Agradeço sua ajuda e ideias.
Atenciosamente,
Selim

Resolvendo o problema do circuito

Oi Selim,

Obrigado pela atualização.
Você está absolutamente correto, as ondas do triângulo devem ser muito mais altas em frequência em comparação com a entrada de modulação no pino # 5.
Para isso poderíamos ir para um 300 Hz (aproximadamente) 555 IC astável separado para alimentar o pino 2 do pwm IC 555.
Isso resolverá todos os problemas de acordo com mim.
O 4017 deve ser sincronizado através de 100 Hz recebido da ponte retificadora e seu pino 3, o pino 2 deve ser usado para conduzir as portas e o pino 4 conectado ao pino 15. Isso irá garantir a sincronização perfeita com a frequência da rede.
Saudações.

Design finalizado de acordo com a conversa acima

Conceito de projeto de inversor de conexão de rede de 100 a 1 kva (GTI)

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

GTI solar

AVISO: A IDEIA É BASEADA APENAS NA SIMULAÇÃO IMAGINATIVA, A DISCRIÇÃO DO VISUALIZADOR É ESTRITAMENTE ACONSELHADA.

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 a seguir.

A correção proposta no estágio de mosfet, conforme recomendado pelo Sr. Hsen, também está incluída aqui, esperançosamente, as referidas modificações ajudarão a controlar o problema permanentemente:

Olá sr. Swagatam:

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

Outra coisa a se 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 ele pode oscilar automaticamente. Então eu acho que o mosfet esquenta porque está oscilando e não por causa do transformador de saída.

Com licença, 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 poderia ser empregado para garantir que os mosfets sejam capazes de trabalhar com melhor segurança e controle.

1590450781 440 circuito caseiro de inversor de grade de 100va a 1000va


FONTE

Nota: Este 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 post.

Status (Não Revisado)

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