Схема сетевого инвертора: Типы сетевых инверторов | Солнечные электростанции

Содержание

Типы сетевых инверторов | Солнечные электростанции

Инвертор, управляемый сетью

Одним из самых простых инверторов, управляемых сетью, является инвертор мостовой схемы с тиристорами. Это одни из первых используемых схем инверторов, которые также используются в настоящее время для больших солнечных электростанций. Правда очень ограниченно.

Такой инвертор использует напряжение внешней сети для переключения ключей (тиристоров). Известно, что тиристор закрывается при подаче на него напряжения с обратным знаком. Каждая пара тиристоров мостовой схемы включается с начала в одном направлении, передавая постоянный ток. Затем включается другая пара тиристоров обеспечивая закрытие первой пары. В момент переключения энергия сохраняется в конденсаторе, который подключен параллельно входу от солнечной батареи. Тиристор можно только включить, но нельзя его выключить сигналом. Он выключается при нулевом или обратном напряжении. Таким образом эта схема называется инвертор, управляемый сетью. Что означает то, что он не может работать при исчезновении сети. Сама внешняя сеть частично берет на себя функции по переключению мостовой тиристорной схемы.

Сетевой self-commutated инвертор с низкочастотным трансформатором.

Термин self-commutated означает что генерация периодического сигнала происходит за счет переключения мостовой транзисторной схемы контроллером инвертора и без участия внешней сети. Магнитное поле трансформатора, который работает с частотой сети 50 Гц разделяет схему постоянного тока и внешнюю сеть. Конечно, под схемой постоянного тока понимается и мостовая схема, создающая переменный ток на вход трансформатора. Просто эта схема развязывает внешнюю сеть и инвертор.

В состав инвертора входят:

• Контроллер мостовой схемы переключения. Он формирует сложный сигнал ШИМ модуляцией приближая исходный сигнал к синусоидальному. А также согласовывает частоту и фазу вырабатываемой синусоиды для согласования с внешней сетью.

• Сетевой трансформатор. Передает энергию в сеть.

• Мостовая схема с транзисторами.

• Устройство поиска точки максимальной мощности - MPPT. Устройство отслеживает выдачу максимальной мощности в сеть электрической энергии вырабатываемой солнечной батареей.

• Устройство мониторинга внешней сети. Отслеживает амплитуды фазы частоты внешней цепи для корректировки работы контроллера.

 

Так как инвертор электрически разделен с внешней сетью возможно заземление его полюса. Что предотвращает такие неприятные явления как PID деградацию. Безусловно он служит и для повышения амплитудного значения напряжения как всякий трансформатор.

К недостаткам относится потери на трансформаторе. Большой вес и стоимость трансформатора тоже являются недостатками.

Сетевой self-commutated инвертор с высокочастотным трансформатором.

Высокочастотный трансформатор в настоящее время имеет частоту от 10 до 50 кГц. Эти трансформаторы, по сравнению с низкочастотными, имеют меньшие потери, меньшие размеры и меньшую стоимость. Однако их схема более сложна так что разница в цене с низкочастотными инверторами невысока. Повторюсь, что трансформаторы нужны для повышения напряжения от солнечных батарей для выдачи энергии в сеть.

Сетевой бестрансформаторный инвертор

В настоящее время широко применяются бестрансформаторные инверторы. Отсутствие трансформатора снизило потери, вес и стоимость изделия. Но электрическая энергия, вырабатываемая солнечными модулями, поступает напрямую в сеть. При этом напряжение, создаваемое модулями должно быть выше, чем во внешней сети. В противном случае необходимо использовать DC-DC устройство повышающее напряжение выше напряжения сети. Это DC-DC устройство в какой-то степени аналог трансформатора. Так как сеть и инверторы электрически связаны (говорят гальванически связаны) могут возникать ситуации короткого замыкания при переключении транзисторов мостовой схемы, либо выходе их из строя. Это предъявляет к бестрансформаторным инверторам повышенные требования безопасности. Применяются специальные устройства контроля утечки тока (RCD), универсальные устройства мониторинга тока в цепи постоянного и внешней цепи. Более строгие требования предъявляются так же к защите от помех.

На нашем сайте вы можете приобрести как сетевые, так и гибридные инверторы.

Каталог инвертором здесь.

СХЕМА ИНВЕРТОРА


   Не секрет, что эффективность переменного тока гораздо выше в сравнении с постоянным током, это доказано как практически, так и теоретически. Но очень часто случается так, что доступен только постоянный ток, например, бортовая сеть автомобиля, аккумуляторы, солнечные батареи и другие альтернативные источники энергии. В то же время, например, при использовании солнечных батарей, в течение дня солнечная энергия поступает в неравных количествах, вечером или в облачную погоду ее значительно меньше, чем днем в ясную погоду. 

   Для выравнивания напряжения в схеме с солнечной батареей используют аккумуляторы, которые при излишках солнечной активности заряжаются, а при недостаточности солнечного света отдают накопленную за предыдущее время энергию. Или бывает необходимость использования переменного тока, но не со стандартными параметрами. Если при помощи трансформатора мы можем понизить или повысить напряжение, то частоту переменного тока, увы, с их помощью не изменишь. Для всех вышеописанных случаев можно применить чудо современной технологии – инвертор электрической энергии. 

   Согласно википедии: Инвертор — устройство для преобразования постоянного в переменный ток с изменением величины частоты или напряжения.

   По сути инвертор - это преобразователь постоянного тока в переменный ток. Причем получить на выходе можно любой ток, с практически любыми необходимыми параметрами. Ток, получаемый на выходе инвертора, не зависит от входящего. Единственное, что инвертор не может делать – это увеличивать электрическую энергию, дабы не нарушить закон сохранения энергии. Во всем остальном универсальность инверторов огромная, они позволяют получать не статичные параметры тока на выходе, а регулировать его. 

   Принцип работы инвертора, если упростить сам процесс, можно описать так: это трансформатор, к первичной обмотке которого подключены два ключа, которые поочередно открываются и закрываются. В результате работает либо левая, либо правая обмотки. В один момент времени электрический ток движется либо в одну сторону по первой обмотке, либо в противоположную по второй обмотке. В это время во вторичной обмотке индуцируется ток. Токи в обмотке нарастают и уменьшаются, во вторичной обмотке также, но при этом еще и меняя направление тока, в зависимости от того, какая первичная обмотка сейчас активна. Правда, на выходе мы получаем ступенчатую (а), либо апрокисмированую синусоиду (б), а не плавную (в), но это не существенно для работы большинства бытовых приборов. Более дорогие инверторы позволяют получать на выходе и синусоидальную форму выходного напряжения (в).

   Инверторы можно разделить на автономные и сетевые. Автономные инверторы получают питание от мощных аккумуляторных батарей. Питание от них постоянное. Сетевые инверторы получают питание от постоянного тока, но входное напряжение различается по времени. Например, в случае с солнечными батареями оно может колебаться в диапазоне от 300 до 800 вольт. А вот ток на выходе должен оставаться постоянным по параметрам: и по напряжению и по частоте. А значит, в таких инверторах система контроля и коммутации более совершенная, поскольку в качестве генератора частоты используется сама сеть, и работа инвертора синхронизируется с этой сетью. 

   Итак, с теоретической частью разобрались. Но где же можно встретить инверторы в повседневной жизни? В больших городах трёхфазные инверторы обычно используются для создания тяги троллейбусов, трамваев, да и вообще для питания трёхфазных асинхронных электродвигателей. Однофазные инверторы есть практические в каждом офисе – источники бесперебойного питания.

   Массовое использование ИБП связано с обеспечением бесперебойной работы компьютеров, позволяющее подключенному к ИБП оборудованию при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы, некоторое непродолжительное время продолжить работу. Самые распространенные бытовые ИБП оборудованы аккумулятором 12 вольт 7,2 А.  

   Конструктивно преобразователи сильно могут отличаться в зависимости от необходимой выходной мощности. Если инвертор с выходной мощностью до 150 ватт можно собрать, как говорится, на коленках дома из подручных радиодеталей, то с более высокими требованиями придется «повозиться». Это связано, как и большей дороговизной и дефицитностью деталей, так и возрастающим количеством выделяемой теплоты. Ниже приведу схему относительно простого, но маломощного инвертора, мощностью не более 100 ватт:

   От автомобильного аккумулятора такой инвертор может питать устройство мощностью 100 ватт в течение нескольких часов, что является достаточно неплохим показателем. Вот самые необходимые параметры преобразователя:

 Напряжение питания -------------------- 10,5 – 14 В
 Напряжение выходного сигнала ----- 190 - 240 В
 Частота переменного напряжения -- 48 - 52 Гц
 Мощность подключаемой нагрузки-- до 100 Вт

   В качестве задающего генератора DA1 в данном варианте используется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Микросхема содержит интегрированный тактовый генератор, частота генерации которого определяется постоянной времени цепи, подключаемой к выводу 7 микросхемы. Для работы системы защиты используется вывод 1 микросхемы. При подаче на него высокого уровня напряжения работа микросхемы блокируется и на выходах устанавливается низкий уровень напряжения. В рабочий режим микросхема переводится либо выключением и включением питания, либо кратковременной подачей низкого уровня напряжения на вывод 3 микросхемы. Выходные импульсы DA1 поочерёдно открывают полевые транзисторы VT4, VT5, которые создают в первичной обмотке трансформатора T1 переменный электрический ток. При этом на выводах вторичной обмотки T1 формируется выходное переменное напряжение.

   Питание для микросхемы DA1 поступает от маломощного интегрального стабилизатора DA2. Наличие напряжения питания информируется светодиодом VD3. Частота формируемого переменного напряжения определяется номиналами R1, C1. Датчиком перегрузки служат параллельно соединённые резисторы R9 и R10. Протекающий по ним ток создаёт падение напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2 через делитель R8, R11. При перегрузке транзистор VT2 открывается и через делитель R6, R5 на вывод 1 микросхемы поступает напряжение высокого уровня. Пороговая величина тока срабатывания защиты определяется номиналами R8, R11 и для данной схемы составляет 10 А.

   При пониженном напряжении питания открывается транзистор VT1. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1 и резисторы R4, R5 создаёт на выводе 1 микросхемы DA1 напряжение высокого уровня. Транзисторы VT4, VT5 должны быть установлены на радиаторы площадью 30-50 кв. см. каждый. При этом необходимо обеспечить электрическую изоляцию между радиатором и корпусом транзистора. Рекомендуется использовать прокладки из слюды или керамики, а также диэлектрические шайбы под винты и теплопроводящую пасту. В качестве Т1 подойдёт понижающий трансформатор мощностью не менее 150 Вт.

   Рекомендуется использовать трансформатор ТП-190 после его несложной доработки. Доработка трансформатора заключается в том, чтобы, не прибегая к его разборке, отмотать 10 витков каждой секции вторичной обмотки. Для самостоятельного изготовления трансформатора можно рекомендовать сердечник ПЛМ27-40-58. Первичная обмотка должна содержать две секции по 32 витка провода диаметром 2 мм, а вторичная (повышающая) – 700 витков провода диаметром 0,6 мм. Соединения в цепях истоков транзисторов VT4, VT5 первичной обмотки трансформатора Т1, а также конденсатора С8 должны быть выполнены проводом сечением не менее 1,5 кв. мм. 

   Провода, соединяющие преобразователь с источником питания должны иметь сечение не менее 2,5 кв. мм. Резистор R19 устанавливается непосредственно на выводах конденсатора С8, а элементы R19, C9 устанавливаются на клеммах трансформатора Т1. В качестве выключателя SW1 рекомендуется использовать автомат на ток 16 А. 

   Элементы преобразователя, включая печатную плату, рекомендуется закрепить на металлическом шасси, которое следует соединить с «минусом» источника питания. Используемые в преобразователе полевые транзисторы имеют сопротивление открытого канала около 25 МОм, они рассчитаны на довольно большой допустимый ток стока 40 А, поэтому мощность преобразователя может быть увеличена до 250 Вт путем изменения номиналов схемы блокировки и использования соответствующего трансформатора. 

   Настройка инвертора сводится к подбору частотозадающего резистора R1. При отсутствии измерительных приборов частоту формируемого напряжения можно оценить с помощью простого устройства оценки частоты, схема которого приведена на рис. 5. Разъём XР1 подключается к выходу преобразователя, а разъём XР2 – в электросеть 220 В 50 Гц. При этом частота мигания светодиода VD2 соответствует разности частот напряжений преобразователя и электросети. Подбирая резистор R1, следует добиться наиболее редких миганий светодиода.

   Перечень элементов для сборки данного преобразователя:

Позиция   Наименование   Количество

DA1 КР1211ЕУ1 - 1
DA2 78L06 Интегральный стабилизатор 2
VT1,VT2 КТ3107А - 1
VT3 KT3102A - 1
VT4,VT5 IRZ44 Полевой транзистор 2
VD1,VD2 КД522А - 2
VD3 LED 5мм,G Светодиод зелёный 1
VD4 LED 5мм,R Светодиод красный 1
R1 1,1MОм; 1,2МОм; 1,3МОм Требуется подбор 3
R2,R4 3,9 кОм Оранж. , белый, красный 1
R3,R13 6,2 кОм Голубой, красный, красный 1
R5 10 кОм Коричн., чёрный, оранж. 1
R6 9,1 кОм Белый, коричн., красный 1
R7 100 кОм Коричн., чёрный, жёлтый 1
R8 2,2 кОм Красный, красный, красный 1
R16 1,8 кОм Коричн, серый, красный 2
R9,R10 0,1 Ом 5 Вт 2
R11 1,0 кОм Коричн., чёрный ., красный 1
R12,R17 620 Ом Голубой, красный , коричн. 2
R18 82 кОм 2 Вт серый, красный, оранжевый 1
R14,R15 100 Ом Коричн., чёрный, коричн. 2
R19 1,2 кОм коричневый, красный, красный 1
C1 1000 пФ - 1
C2,C3 0,1 мкФ - 2
C4 1000мкФ 16В - 1
C5 10 мкФ 16В - 1
C6,C7 0,047 мкФ - 2
C8 10000 мкФ 16В - 1
C9 0,047 мкФ 400В - 1

   В качестве корпуса использован блок питания с персонального компьютера, транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом, КТ209 можно заменить на КТ361 так же с любым буквенным индексом. Стабилизатор напряжения 7805 лучше заменить на отечественный КР142ЕН5А. Резисторы любые, мощностью от 0,125 до 0,25 вт. Диоды подойдут тоже практически любые низкочастотные, например - КД105 или IN4002. Конденсаторы C1 типа К73-11, К10-17В с малым уходом ёмкости при прогреве. Трансформатор был взят от блока питания персонального компьютера, но можно использовать и от старых ламповых телевизоров, например - "Весна" или "Рекорд", важно, чтобы витки, сечение и железо совпадали. С радиодеталями разобрались, теперь, как всё это собрать воедино. Ниже приведу неплохую схему инвертора:

   Этот процесс можно описать так: на микросхеме D1 собран генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых около 200 гц - диаграмма "A". С вывода 8 микросхемы импульсы поступают далее на делители частоты, собранные на элементах D2.1 - D2.2 микросхемы D2. В результате чего на выводе 6 микросхемы D2 частота следования импульсов становится вдвое меньше - 100 гц - диаграмма "B", а на выводе 8 импульсы становятся равным частоте 50 гц - диаграмма "C". С вывода 9 снимаются неинвертируемые импульсы 50 гц - диаграмма "D".  

   На диодах VD1-VD2 собрана логическая схема "ИЛИ". В результате чего взятые с выводов микросхем D1 вывод 8, D2 вывод 6 импульсы образуют на катодах диодов импульс соответствующий диаграмме "E". Каскад на транзисторах V1 и V2 служит для увеличения амплитуды импульсов необходимых для полного открывания полевых транзисторов. Транзисторы V3 и V4, подключенные к выходам 8 и 9 микросхемы D2 поочерёдно открываются, запирая тем самым то один полевой транзистор V5, то другой V6. В результате чего управляющие импульсы формируются так, что между ними существует пауза, из-за чего исключается возможность протекания сквозного тока через выходные транзисторы и значительно повышается КПД. На диаграммах "F" и "G" показаны сформированные импульсы управления транзисторами V5 и V6. Вот так будет выглядеть печатная плата:

   Нам остается только подготовить трансформатор от блока питания. Для этого обмотку на напряжение 220 вольт оставляем, а остальные обмотки удаляются. Поверх этой обмотки наматываются две обмотки проводом ПЭЛ - 2 мм. Для лучшей симметрии их следует намотать одновременно в два провода. При подключении обмоток необходимо учесть фазировку. Полевые транзисторы закрепить через слюдяные прокладки на общий радиатор из алюминия. Правильно собранный инвертор начинает работать сразу после подачи питания. Единственное - бывает необходимость выставить частоту 50-60 гц подбором резистора R1 и конденсатора C1.


Поделитесь полезными схемами

ДОМОФОН НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

   Схема восьмиканального цифрового домофона, собранного на основе микроконтроллера ATMega32 и оснащённого удобным LCD дисплеем.


Казино Вулкан Stars в 2020 году

Со стремительным развитием сети интернет растет и количество предложений от создателей сайтов азартного направления. Игровая индустрия ‒ это отдельная, яркая и эффектная по-своему ниша, где спрос формируется влиянием активности игроков.



РАДИОЖУЧОК СВОИМИ РУКАМИ

   Номиналы деталей не желательно отклонять, поскольку чистые 70 метров жук пробивает именно с такими номиналами деталей. Резистор который ограничивает ток микрофона (на схеме резистор без надписи) подбираем в пределах от 5 до 10 килоом. 



Сетевой инвертор для трехфазной сети Sofar 50000TL (2 MPPT) мощностью 55 кВт

Трехфазный сетевой инвертор с входной мощностью 55 кВт Sofar 50000TL преобразует электроэнергию полученную от солнечных батарей и передает (закачивает) энергию напрямую в сеть 380В. Инвертор имеет 3 разнонаправленных MPPT контроллера с большим диапазоном входного напряжения от 250 до 960 В.

Солнечные батареи подключаются к данному инвертору напрямую к двум умным контроллерам МРРТ, которые встроены прямо в него. Больше не нужны аккумуляторы! Энергия солнечных батарей подается прямо в вашу сеть. Сетевые инверторы синхронизируются с синусом сети и при любом обрыве фазы (проверка происходит 50 раз в секунду) останавливают генерацию, чтобы быть безопасными. Это означает, что при неожиданном отключении сети 380В, сетевой инвертор Sofar мгновенно прекратит генерацию. Все подобные приборы очень тщательно проходят сертификацию на безопасность.

В стандартной комплектации сетевой инвертор будет постоянно подкачивать энергию от солнечных батарей в сеть. При отсутствии потребления во внутренней сети дома энергия будет "уходить" во внешнюю сеть, грубо говоря "к соседям", через ваш счетчик, который будет наматывать показатели потребления электроэнергии в плюс. Пока у нас в стране не выпускается двунаправленных счетчиков учета электроэнергии и не разрешен "зеленый тариф", необходимо устанавливать датчик тока при подключении инвертора к внутренней сети дома. Это позволит ограничить генерацию с сетевого инвертора до значения, не превышающего потребление электроэнергии внутренней сетью дома. Датчик тока входит в комплект!

Основные преимущества инверторов Sofar Solar

 

Высокая эффективность
Во время генерации солнечной энергии инвертор работает, используя алгоритм MPPT с поиском точки максимальной мощности, в результате чего КПД достигает 98,5%.

Гибкий и удобный интерфейс
В инверторе предусмотрен 4-х дюймовый дисплей с подсветкой, а так же порт RS485, сухие контакты и модуль WI-FI для удаленного доступа и мониторинга системы.

 

 

Управление сетью
Встроенные функции позволяют регулировать активную и реактивную мощность, а так же регулировать мощность при изменении частоты питающей сети.

Многоуровневая защита
Инверторы Sofar Solar обладают комплексной защитой от: перегрева, утечки тока, перенапряжения, замыкания на землю, передачи солнечной энергии в сеть в случае отсутствия внешней сети и обратной полярности постоянного тока.

 

Сколько необходимо солнечных батарей и каких:

Важно правильно рассчитывать количество батарей, что бы каждый контроллер в инверторе был загружен, как минимум на 70-80%, что в итоге даст заявленную эффективность инвертора 97-98%. Так как 2 встроенных контроллера являются независимыми, то их можно использовать одновременно два или всего лишь один из них.

Инвертор / Мощность батареи MPPT 1 (240-270) Вт MPPT 1 (290 - 330) Вт MPPT 2 (240-270) Вт MPPT 2 (290 - 330) Вт MPPT 3 (240-270) Вт MPPT 3 (290 - 330) Вт
Sofar 50000TL 22-36 шт. 18-27 шт. 22-36 шт. 18-27 шт. 22-36 шт. 18-27 шт.

Как работает сетевой солнечный инвертор Sofar?

В однофазной сети к сетевому инвертору подключаются: солнечные батареи, нагрузка, сеть (от счетчика) и датчик тока. При наличии солнца, солнечные батареи передают свою мощность сетевому инвертору, а инвертор Sofar передает ее прямо в сеть 230В. Потребление из городской сети снижается на ту мощность, которую вырабатывают солнечные батареи. 

Если потребление вашего дома стало незначительным, а генерация от солнечных батарей большая, то сетевой инвертор полностью заместит потребление дома, а из сети не будет потребляться ничего :)) Излишки от солнечных батарей также не уйдут во внешнюю сеть, т.к. у сетевых инверторов Sofar есть датчик тока, который ограничит генерацию на ту мощность, которую сейчас потребляет нагрузка в вашем доме.

 Зеленый тарифМногие пользователи  солнечных станций уже давно ждут принятия закона, регламентирущего продажу электроэнергии от частных собственников солнечных станций энергосбытовым компаниям. Когда этот закон наконец примут, то с помощью сетевых инверторов можно будет продавать энергию по зеленому тарифу и зарабатывать деньги на солнечной энергии как это давно делают в Европе.

А пока зеленого тарифа нет, Sofar будет экономить ваше дорогое электричество на 100%.

Руководство пользователя по инвертору Sofar Solar 50000 - 70000 TL eng (Rukovod_polzovat-sofarsolar-tl-50-70kvt-eng.pdf, 9,236 Kb) [Скачать]

Спецификация по инверторам Sofar Solar 50000 - 70000 TL rus (Specifikation_SOFAR_50000-70000TL_rus.pdf, 886 Kb) [Скачать]

Спецификация по инверторам Sofar Solar (specification-sofarsolar-all-eng.pdf, 9,492 Kb) [Скачать]

Декларация Sofar Solar (deklaratsiya-sofar-solar.pdf, 311 Kb) [Скачать]

Сообщения не найдены

Сетевой преобразователь для солнечной батареи: назначение инвертора

Солнечные батареи давно уже стали повседневностью в быту. Электричество, полученное от гелиоустановок, является самым дешевым энергетическим продуктом. Для преобразования постоянной энергии солнечных батарей в переменный ток нужен инвертор для солнечных батарей.

Инвертор

Работа инвертора

Инвертор является одним из трёх базовых элементов гелиоэлектростанции. В состав системы входят преобразователь, солнечная батарея и аккумулятор. Классическая схема работы гелиостанции заключается в том, что солнечная энергия, получаемая батареей в виде постоянного тока, расходуется на зарядку АКБ. Когда возникает нужда в дополнительном питании, преобразователь начинает забирать энергию аккумулятора, преобразуя её в переменный ток.

Инвертор (ИВ) – полупроводниковое устройство. В дневное время он подключён напрямую к солнечной панели. В ночное время суток прибор переключается на аккумуляторы.

Важно! Инвертор подбирают из расчёта максимальной мощности нагрузки в пике активности. Для простых моделей берут расчётную величину по номиналу, указанному в паспорте прибора.

Работа солнечной электростанции

Виды инверторов для солнечных панелей

Сетевые ИВ

Сетевой инвертор избавляет владельца жилья от использования аккумуляторов. Система энергообеспечения использует принцип совмещения функционирования солнечных панелей с подключением к централизованной электрической сети. Генерируемая солнечная энергия вливается в общедомовую сеть.

Схема подключения сетевого ИВ

В ночное время пользуются сетевой электроэнергией, днём преобразователь уменьшает потребление тока из сети, восполняя питание энергией солнечных панелей. Схема подключения сетевого инвертора для солнечных батарей выстроена таким образом, что электроэнергия, поступившая от преобразователя, не учитывается домовым электросчётчиком.

Обратите внимание! Например, общий расход тока за месяц составил 400 кВт/ч. ИВ было передано 100 кВт/ч. Владелец оплачивает энергоснабжающей компании только за потребление 300 кВт/ч.

Автономные инверторы

Преобразователи устанавливают между общедомовой сетью и аккумулятором, заряжаемым солнечной панелью. ИВ используются в системах бесперебойного питания. Прибор обеспечивает стабильность характеристик потребляемого тока независимо от колебаний в сетевой электросети. Выходной сигнал может быть в виде чистой синусоиды или квази-синусоиды.

С прямоугольным сигналом

Инверторы с прямоугольным сигналом пригодны для питания только приборов освещения. Они не защищают внутридомовую сеть от скачков напряжения. Большинство бытовой техники не воспринимает напряжение прямоугольной формы.

Синусоидальный сигнал

ИВ на выходе выдаёт идеально чистый синусоидальный сигнал переменного тока, что намного превосходит аналогичный параметр сетевого источника. Благодаря этому, обеспечивается стабильная работа электроприборов, чувствительных к неустойчивому напряжению. Инверторы такого типа отличаются большими размерами и высокой стоимостью.

Синусоидальная и прямоугольна формы сигнала

Инверторы с псевдосинусоидой

Приборы такого рода являются компромиссом между синусоидальным и прямоугольным сигналами. ИВ могут обеспечить питанием большинство бытовой техники. В то же время специалисты не рекомендуют подключать инверторы к чувствительной нагрузке. Несовершенная форма выходного сигнала порой становится причиной возникновения небольших помех в радиопередающей аппаратуре и телетехнике.

Функционирование гелиосистемы

Основные технические характеристики

Выбирать ИВ нужно, соразмеряя его возможности с условиями установки в той или иной схеме снабжения электрическим током. Выбор связан непосредственно с техническими характеристиками прибора:

  • Мощность должна быть равной общей нагрузке от домашних приборов и различных электроустройств. При этом нужно добавлять к величине параметра 15-25% на случай пикового потребления электроэнергии;
  • Вид выходного сигнала, который отображается формой синусоиды, влияет на подключение к нагрузке определённого электрооборудования. Дешёвые модели с квази-синусоидальной формой сигнала могут вызывать осложнения эксплуатации чувствительной аппаратуры по качеству сигнала. Это котлы, электронасосы и различные электронные устройства;
  • Входное и выходное напряжение связано с характеристиками солнечных панелей. Батареи вырабатывают ток напряжением 12, 24 и 48 вольт. Напряжение на выходе инвертора может быть 220 и 380 в.
  • Вид защиты связан с конкретной моделью ИВ. Качественные инверторы оснащены защитой от короткого замыкания и скачков напряжения;
  • Дополнительные возможности зависят от класса преобразователя. Это могут быть такие опции, как наличие ЖК экрана, зарядного устройства и пр.

Критерии выбора преобразователя

  1. Первое, на что нужно обращать внимание, – это запас мощности ИВ, должен составлять не менее 25% общей нагрузки всех потребителей при одновременной их работе. Пусковые токи превышают номинальные показатели в несколько раз. Если производитель не указывает отдельно величину пиковой нагрузки, то номинальный параметр следует считать таковой.
  2. Далее нужно учитывать геометрию выходного сигнала. Наилучшим таким параметром обладают гибридные преобразователи. Гибридный или многофункциональный прибор считают самым надёжным оборудованием гелиосистемы.
  3. Большое значение имеет КПД, определяющий долю потерянной энергии на сопутствующие процессы. Оптимальное значение коэффициента должно быть не менее 90%. У качественных приборов КПД равен 95%.
  4. В бытовых условиях лучшим вариантом выбора являются однофазные инверторы, так как бытовые приборы и устройства работают на токе напряжением 220 вольт и частотой 50 Гц. Трёхфазные ИВ выдают ток напряжением 315, 400 и 690 в.
  5. Дорогое оборудование производители оснащают выходными трансформаторами. Наличие таких устройств определяется распределением 1 кг массы прибора на каждые 100 Вт мощности.
  6. Надёжный качественный преобразователь должен иметь несколько контуров защиты. Это вентилятор принудительного охлаждения, а также предохранители от короткого замыкания и ограничители скачков напряжения.
  7. Наличие режима ожидания позволяет существенно уменьшить скорость разряда аккумуляторов. Переход в дежурное состояние не выключает полностью инвертор. Потребляемая энергия уменьшается в несколько раз и расходуется лишь на поддержание прибора в рабочем состоянии.
  8. Рабочий диапазон температуры производитель указывает в сопроводительной документации. На это надо обращать внимание при эксплуатации ИВ в помещении без отопления.
  9. Если мощность солнечных батарей превышает 5 кВт, то устанавливают несколько инверторов. Оптимальным решением будет использование одного ИВ на каждые 5 кВт.

Особенности подключения инвертора

К подключению солнечного преобразователя надо относиться с большой ответственностью. От правильности подсоединения ИВ зависит эффективность работы всей гелиосистемы. Следует учитывать некоторые особенности подсоединения инверторов:

  • Провод, соединяющий солнечную панель с инвертором, должен иметь как можно меньшую длину и большое сечение. Расстояние между элементами будет оптимальным до 3-х метров. Лучшим вариантом будет, когда прибор установят в непосредственной близости к солнечной панели.
  • Кабель от преобразователя до раздаточной точки с напряжением 220 вольт можно удлинять, но в разумных пределах (до 5 м).
  • Подсоединение кабелей и проводов выполняется с использованием клемм. Не допускаются скрутки токонесущих жил.
  • Применение контроллера обеспечит своевременное включения ИВ после полной зарядки аккумуляторов.

Дополнительная информация. В будущем ожидается появление более совершенных гелиосистем, которые полностью освободят небольшие объекты от привязки к централизованному энергоснабжению.

Обеспечение современными солнечными системами может свести к минимуму потребление электроэнергии от сетевых источников. Следует помнить о том, что дешевизна преобразователей солнечной энергии будет приносить потребителю свои «сюрпризы». Дорогое оборудование обладает превосходной эффективностью и приносит существенную экономию затрат на электричество.

Видео

Самодельный грид инвертор


использование grid-tie инвертора / Хабр

Привет geektimes. В предыдущей части было рассказано о тестировании контроллера заряда. Днем батарея заряжается, вечером или ночью накопленный заряд можно использовать. Ту систему можно считать законченной, что-либо принципиально новое добавить в нее уже сложно. Все работает, текущей емкости батареи в 12ач хватает для вечернего освещения комнаты светодиодной лентой и зарядки разных гаджетов. Все работает, однако есть и недостатки:

— Аккумуляторные батареи — достаточно дорогой и не совсем долговечный компонент.
— Накопленную энергию банально некуда девать. За все время я ни разу не разряжал батарею более чем на 50%.
— В солнечный день уже утром к 9-10 утра батарея полностью заряжена, соответственно, солнечные панели простаивают впустую.

В итоге, настала очередь протестировать следующий, более современный и широко используемый подход — отдачу электроэнергии непосредственно в электросеть. Технология весьма актуальна, т.к. устраняет все вышеприведенные недостатки — электроэнергия отдается в домашнюю электросеть и потребляется другими устройствами.

Как это работает, подробности под катом. Желающие также могут просмотреть краткую видеоверсию в youtube.

Grid tie инвертор


Схема подключения инвертора к электросети очень проста:

По сути grid tie не сильно отличается от обычного преобразователя 12-220В, хотя есть несколько существенных отличий:

— grid tie синхронизируется с периодами сетевого напряжения,
— grid tie автоматически прекращает выработку, если сеть отключается (из соображений безопасности, например если сеть обесточили для ремонта),
— grid tie может использовать технологию MPPT (maximum power point tracking) и находить точку отдачи максимальной мощности для солнечных панелей.

Чем в итоге удобно использование grid tie?
— Уменьшаются счета за электричество: потребление дома от городской сети уменьшается на величину, соответствующую выработке инвертора.
— Уменьшается нагрузка на городскую электросеть.
— Система проста в подключении и эксплуатации.

На рынке есть 2 вида инверторов:

— «Стандартные» (название условно), которые ставятся в доме, и к ним подается напряжение от панелей. Мощность может варьироваться от 250Вт до нескольких киловатт, цена вопроса от 60$ до 6000$.

— Микроинверторы. Ставятся прямо на панель, таким образом прямо с панели получается сетевое напряжение 220В. Способ удобен тем, что не нужно тянуть толстые провода низкого напряжения, ну и надежность системы в целом получается выше.

Система легко параллелится и расширяется, примерно так:

В общем, все это достаточно интересно чтобы протестировать.

Тестирование


Перед тестированием «балконной» системы выявилась одна проблема — инверторов для такого малого масштаба просто не производят. Типичные параметры grid tie инвертора — мощность от 250Вт и напряжение панелей 22-65 или 45-90В. У меня же 2 параллельно соединенные солнечные панели по 50Вт давали 12-21В. Наконец, после поисков на ebay была найдена практически единственная модель с длинным названием 500W MPPT Micro Grid Tie Inverter 10.5-28V. Слово «micro» тут явно маркетинг, т.к. возможности крепления на панели не предусмотрено. Инвертор выглядит примерно так (фото со страницы продавца).

И собственно, тестирование. Все просто, инвертор подключается в розетку через ваттметр, который удобен для оценки показаний. Солнечные панели выходят на восточную сторону, и уже в 9 утра при солнечной погоде выработка составила 30Вт.

Все хорошо, я только успеваю порадоваться «до чего техника дошла», как слышу весьма громкий шум — в инверторе включился кулер. На габаритах инвертора китайцы сэкономили, и высокооборотный 40мм кулер дает такой шум и свист воздуха, что его слышно в соседней комнате. Конечно, в идеале обороты кулера должны были бы регулироваться в зависимости от температуры инвертора, но в моем случае это не работало. Т.к. использовать инвертор на полную мощность 500Вт я не планирую, то просто заказал другой, менее шумный кулер, которого для 100-200Вт вполне должно хватить.

Кстати, внутренности инвертора выглядят так:

Вот так нагреваются его части во время работы, температура компонентов до 40 градусов:

Это в принципе немного, с другой стороны, и мощность всего лишь 1/10 от максимальной. Было бы интересно проверить его нагрев при полных 500Вт, но такой возможности нет.

Другой недостаток проявился вечером, когда солнечные панели дают мало энергии — инвертор пытается включиться, загорается светодиод, но напряжение панелей от нагрузки проседает и он выключается, затем процесс повторяется снова. Вряд ли такие включения-выключения полезны для электронных компонентов, с другой стороны, ничего сильно страшного тут в принципе нет. Разработчики могли бы предусмотреть более интеллектуальный способ отключения инвертора, с другой стороны, это самая дешевая модель на рынке, да и работа от 100Вт панели для 500-ваттного инвертора не является штатной.

Итог: судя по ваттметру, целиком за солнечный день в сеть со 100-ваттной панели было отдано 0.25КВт*ч. В ценах на электричество желающие могут пересчитать сами, как и срок окупаемости инвертора (его цена около 80$). Пиковая мощность, зафиксированная ваттметром, составила 65Вт, а средняя мощность в утреннее время (панели направлены на восток) 30-40Вт. (Теоретически, со 100-ваттной панели можно получить 80-90Вт мощности, если развернуть ее более правильным образом и использовать более толстые провода).

Следующий день был пасмурным с дождем, и инвертор вполне ожидаемо, не запустился вообще. Он пытался включиться утром каждые 5 секунд, запуская при этом кулер, и «вззз-вззз» было слышно по всей комнате. В общем, с таким инвертором будильник по утрам точно не нужен. Хотя это не проблема инвертора как такового — во-первых, 500-ваттный инвертор просто не рассчитан на использование 100-ваттной панели, во-вторых, он не предназначен для установки в комнате.
Когда дождь закончился и небо относительно прояснилось, инвертор запустился, отдаваемая в сеть мощность составила около 12Вт.

Заключение


Технология grid tie работает, почти как ожидалось, даже с небольшими панелями балконного размера. «Почти», т.к. мощности панелей недостаточно для работы инвертора на полную мощность. В то же время, даже в таком виде инвертор работает, отдавая в сеть энергию уже при 10-20Вт выработки. Для моих балконных панелей пиковая мощность, зафиксированная ваттметром, составила 65Вт, а средняя в утреннее и солнечное время суток примерно 30-40Вт.

В ясный солнечный день в сеть со 100-ваттной панели было отдано 0.25КВт*ч. Кстати, 0.25КВт*ч это много или мало? Этого достаточно для 15 минут работы микроволновки, 30 минут работы компьютера, 24 часов работы светодиодной лампы или 2-3 использований небольшого электрического чайника.

Однако показанный выше инвертор я не могу рекомендовать для балконной установки — лучше брать микро-инвертор, не содержащий кулеров, ну и мощность панелей должна составлять не менее 200Вт при напряжении 20-40В.

PS: C отдачей электроэнергии в сеть есть еще один интересный вопрос — что будет если суммарная выработка панелей больше, чем потребляемая мощность?

Ответ не так прост как кажется, тут есть 2 варианта.

Если установлен обычный счетчик, то он просто считает энергию «по модулю», так что излишки энергии уйдут в общедомовую сеть к соседям, а счетчик просуммирует ее как потребленную — за отданную соседям энергию еще и придется заплатить (что конечно обидно).

Современные счетчики умеют считать «экспорт» и «импорт» электроэнергии, эти пункты показаний есть отдельно в меню. В идеале, это должно учитываться при платежах и расчетах. Увы, возможность экспорта энергии в сеть в РФ пока что официально отсутствует. В Европе такая возможность разумеется, есть. Из стран СНГ реализация электроэнергии доступна в Армении, Украине, Казахстане и Белоруссии. Поэтому устанавливая grid tie инвертор, нужно либо рассчитывать мощность так, чтобы вся она потреблялась домашними устройствами, либо устанавливать дополнительный модуль (grid tie limiter), предотвращающий отдачу в сеть если она больше потребляемой. В России решить вопрос с экспортом электроэнергии обещали в 2018 году, как оно будет, пока неизвестно. Очевидно, что из всех проблем, это не самая насущная в стране, так что быстрого решения вопроса не предвидится. Пока что, как подсказывает гугл, в России есть только один дом, владелец которого в частном порядке оформил возможность экспорта энергии в сеть, но это скорее исключение. В случае балкона, о реализации излишков речи конечно не идет, но даже 50-100 ватт энергии вполне могут пригодиться для компенсации работы WiFi-роутера или мини-сервера, не говоря уже о холодильнике.

Следующей в очереди на тестирование стоит батарея ионисторов, которую планируется использовать для накопления электроэнергии. Что из этого получится, я не знаю сам. Также планируется выложить на youtube видеодемонстрации работы системы, но это занимает больше времени чем планировалось.

Продолжение следует.

Самодельная схема сетевого инвертора от 100 ВА до 1000 ВА

Следующая концепция описывает простую, но жизнеспособную схему связующего инвертора солнечной сети, которую можно соответствующим образом модифицировать для выработки мощности от 100 до 1000 ВА и выше.

Что такое сетевой инвертор

Это инверторная система, предназначенная для работы так же, как обычный инвертор, использующий входную мощность постоянного тока, за исключением того, что выходной сигнал подается обратно в электрическую сеть.

Эта добавленная мощность в сеть может быть предназначена для обеспечения постоянно растущего спроса на электроэнергию, а также для получения пассивного дохода от коммунальной компании в соответствии с их условиями (применимыми только в некоторых странах).

Для реализации описанного выше процесса гарантируется, что выходной сигнал инвертора идеально синхронизирован с мощностью сети с точки зрения среднеквадратичного значения, формы волны, частоты и полярности, чтобы предотвратить неестественное поведение и проблемы.

Предлагаемая мною концепция - это еще одна схема инвертора связи с сетью (не проверена), которая даже проще и разумнее, чем предыдущая конструкция.

Схема может быть понята с помощью следующих пунктов:

Как работает схема GTI

Сеть переменного тока от сети подается на TR1, который представляет собой понижающий трансформатор.

TR1 понижает входное напряжение сети до 12 В и выпрямляет его с помощью мостовой схемы, образованной четырьмя диодами 1N4148.

Выпрямленное напряжение используется для питания микросхем через отдельные диоды 1N4148, подключенные к соответствующим выводам микросхем, в то время как соответствующие конденсаторы емкостью 100 мкФ обеспечивают надлежащую фильтрацию напряжения.

Выпрямленное напряжение, полученное сразу после моста, также используется в качестве входов обработки для двух ИС.

Поскольку вышеупомянутый сигнал (см. Изображение формы волны №1) не фильтруется, он состоит из частоты 100 Гц и становится сигналом выборки для обработки и обеспечения необходимой синхронизации.

Сначала он подается на вывод №2 IC555, где его частота используется для сравнения с пилообразными волнами (см. Форму сигнала №2) на выводе №6 / 7, полученными с коллектора транзистора BC557.

Приведенное выше сравнение позволяет ИС создавать намеченный выход ШИМ синхронно с частотой электросети.

Сигнал от моста также подается на контакт № 5, который фиксирует среднеквадратичное значение выходного ШИМ, точно совпадающее с формой сигнала сетки (см. Сигнал № 3).

Однако в этот момент выходной сигнал от 555 имеет низкую мощность, и его необходимо повысить, а также обработать, чтобы он реплицировал и генерировал обе половины сигнала переменного тока.

Для выполнения вышеизложенного включены 4017 и ступень mosfet.

100 Гц / 120 Гц от моста также принимаются 4017 на его выводе № 14, что означает, что теперь его выходной сигнал будет последовательно повторяться от контакта № 3 обратно к контакту № 3, так что МОП-транзисторы переключаются в тандеме и точно на частота 50 Гц, что означает, что каждый МОП-транзистор будет проводить поочередно 50 раз в секунду.

МОП-транзисторы реагируют на вышеупомянутые действия со стороны IC4017 и генерируют соответствующий двухтактный эффект на подключенном трансформаторе, который, в свою очередь, создает необходимое сетевое напряжение переменного тока на его вторичной обмотке.

Это может быть реализовано путем подачи постоянного тока на МОП от возобновляемого источника или батареи.

Однако указанное выше напряжение будет обычной прямоугольной волной, не соответствующей форме волны в сети, до тех пор, пока мы не включим сеть, состоящую из двух диодов 1N4148, подключенных к затворам МОП-транзисторов и контакту № 3 IC555.

Вышеупомянутая сеть отсекает прямоугольные волны на затворах MOSFTS точно по отношению к шаблону PWM или, другими словами, вырезает прямоугольные волны, точно соответствующие форме сигнала переменного тока сетки, хотя и в форме PWM (см. Форму волны № 4).

Вышеупомянутый вывод теперь возвращается в сетку, точно соответствуя спецификациям и шаблонам сетки.

Выходная мощность может быть изменена прямо от 100 Вт до 1000 Вт или даже больше путем соответствующего определения входного постоянного тока, МОП-транзисторов и номиналов трансформатора.

Обсуждаемая схема связующего инвертора солнечной сети остается работоспособной только до тех пор, пока присутствует сетевое питание, в момент сбоя в электросети, TR1 отключает входные сигналы и вся цепь останавливается, что является строго обязательным для сети. Связать инверторные схемы систем.

Принципиальная схема
Предполагаемые изображения осциллограмм

Что-то не так в приведенном выше дизайне

По словам г-на Селима Явуза, в приведенном выше дизайне было несколько вещей, которые выглядели сомнительными и нуждались в исправлении, давайте послушаем, что он сказал:

Hi Swag,

надеюсь, у вас все хорошо.

Пробовал вашу схему на макетной плате. Вроде работает кроме части pwm. По какой-то причине я получаю двойной бугорок, но не настоящий ШИМ. Не могли бы вы помочь мне понять, как 555 делает pwm? Я заметил, что 2.2k и 1u создают нарастание 10 мс. Я считаю, что рампа должна быть намного быстрее, так как полуволна составляет 10 мс. Может я кое-что упустил.

Кроме того, 4017 выполняет чистую работу, успешно переключаясь вперед и назад. Когда вы включаете питание, тактовая частота 100 Гц заставляет счетчик всегда начинать с нуля. Как мы можем гарантировать, что он всегда находится в фазе с сеткой?

Ценю вашу помощь и идеи.
С уважением,
Селим

Решение проблем со схемой

Привет Селим,

Спасибо за обновление.
Вы абсолютно правы, треугольные волны должны быть намного выше по частоте по сравнению с входом модуляции на выводе №5.
Для этого мы могли бы пойти на отдельную микросхему 555 с частотой 300 Гц (приблизительно), нестабильную для питания контакта 2 ШИМ IC 555.
Это решит все проблемы, по моему мнению.
4017 должен быть синхронизирован через 100 Гц, полученный от мостового выпрямителя, и его контакты 3, 2 должны использоваться для управления вентилями, а контакты 4 должны быть подключены к контакту 15. Это обеспечит идеальную синхронизацию с частотой сети.
С уважением.

Окончательный дизайн в соответствии с приведенным выше разговором

Приведенная выше диаграмма была перерисована ниже с отдельными номерами деталей и обозначениями перемычек

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ИДЕЯ ОСНОВАНА ТОЛЬКО НА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ, ДИСКРЕТАЦИЯ ЗРЕНИЯ СТРОГО РЕКОМЕНДУЕТСЯ .

Основной проблемой вышеупомянутой конструкции, с которой столкнулись многие конструкторы, был нагрев одного из МОП-транзисторов во время работы GTI. Возможная причина и способ устранения, предложенные г-ном.Hsen представлен ниже.

Предлагаемое исправление на стадии mosfet, рекомендованное г-ном Хсеном, также прилагается здесь под, надеюсь, указанные модификации помогут постоянно контролировать проблему:

Здравствуйте, мистер. Swagatam:

Я снова посмотрел вашу схему и твердо убежден, что затворы полевых МОП-транзисторов будут достигать модулирующего сигнала (HF PWM), а не простого сигнала 50 cs. Поэтому я настаиваю на том, чтобы включить более мощный драйвер CD4017, а последовательное сопротивление должно иметь гораздо меньшее значение.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, что на стыке резистора и затвора не должно быть еще одного добавленного элемента, и в этом случае я вижу переход к диодам 555.

Потому что это может быть причиной того, что один из полевых транзисторов нагревается. потому что он может автоколебаться. Поэтому я думаю, что МОП-транзистор нагревается из-за колебаний, а не из-за выходного трансформатора.

Извините, но меня беспокоит, что ваш проект увенчается успехом, потому что я чувствую себя очень хорошо, и я не собираюсь критиковать.

С уважением, hsen

Улучшенный драйвер Mosfet

В соответствии с предложениями г-на Хсена, следующий буфер BJT может быть использован для обеспечения большей безопасности и контроля работы mosfet.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.Схема сетевого инвертора

(GTI) с использованием SCR

Концепции сетевого инвертора могут показаться сложными из-за множества критических моментов, связанных с ними, однако при некотором разумном мышлении это может быть фактически реализовано с использованием примитивных технологий. Здесь была рассмотрена одна из идей.

Введение

Обсуждаемая идея простой схемы сетевого инвертора была предложена одним из заинтересованных читателей этого блога, г-ном RTO.

Присланные им изображения показаны ниже.На первом изображении мы находим простую принципиальную схему, содержащую понижающий трансформатор для преобразования данных сети, схему запуска МОП-транзистора, которая принимает данные сетки, и соответствующий инверторный трансформатор, который используется для усиления преобразования постоянного тока сетевых данных из МОП-транзистора. сеть.

Умная схема GTI

Идея выглядит довольно простой и действительно очень умной:

Левый понижающий трансформатор подает полуволновое выпрямленное напряжение на соответствующие МОП-транзисторы, которые начинают проводить синхронно с входом сети и преобразовывать источник постоянного тока в соответствующий переменный ток через инверторный трансформатор с правой стороны.Выходной сигнал инверторного трансформатора, который теперь представляет собой синхронизированный с сетью переменный ток, питает сеть с ожидаемыми результатами GTI.

Идея была протестирована г-ном RTO, но он жалуется на более низкую эффективность устройства.

Это может быть из-за одной основной проблемы в конструкции, а именно отсутствия «нейтрального» провода на выходе инверторного трансформатора.

При показанной настройке выход будет реагировать двухтактным действием на вторичной обмотке правого трансформатора, что означает, что оба конца будут поочередно становиться «ГОРЯЧИМИ» или «НАПРЯЖЕННЫМИ» во время операций.
Сеть будет воспринимать это как «короткое замыкание» для каждого инвертированного полупериода от трансформатора, потому что напряжение сети всегда имеет один провод в качестве нейтрали, который никогда не является клеммой «LIVE».

Мы не хотим, чтобы это произошло.

Использование центрального трансформатора

Простое решение - использовать центральную обмотку ответвления для вторичной обмотки инверторного трансформатора. Это сделает центр "мертвым" или "нейтральным" проводом относительно внешних отводов трафарета. Верхний отвод может быть сконфигурирован с сеткой, а нижний отвод для балансировки нагрузки или, более эффективно, возвращен на первичную сторону для зарядки батареи или усиления самого источника постоянного тока.

Здесь можно увидеть тестовую установку вышеупомянутой конструкции:

Другая проблема, которая может обнаружиться удаленно, - это проводимость от mosfet, которая не будет экспоненциальной, а скорее "неудобной" и неузнаваемой синусоидальной волной.

МОП-транзисторы можно заменить на тиристоры, как показано ниже. Это позволит индуцировать идеальную синусоидальную волну через инверторный трансформатор и сеть.

Использование тиристоров для GTI

Ниже показана значительно улучшенная схема инвертора с сетевым подключением, использующая описанную выше концепцию и тиристоры.Идея выглядит сильно упрощенной и весьма впечатляющей.

Видно, что выход правого и трансформатора преобразован в топологию центрального ответвления, при которой одна половина обмотки интегрирована с сетью, а другая половина подвергается балансирующей нагрузке, так что центральный ответвитель соответствующим образом настроен на нейтральный для системы.

Уравновешивающая нагрузка может быть заменена схемой зарядного устройства для зарядки самой инверторной батареи, это усилит ввод дополнительной мощностью и увеличенным временем поддержки.

SCR не будет фиксироваться

На первый взгляд кажется, что SCR будут заблокированы, так как через его анод / катод используется постоянный ток, однако, по моему мнению, этого не произойдет, потому что затвор SCR подвергается с попеременно реверсивным переменным током, который предотвращал бы фиксацию SCR каждый раз, когда питание затвора переменного тока меняет свою полярность

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Создайте свой собственный инвертор для привязки сетки

Инверторы

, преобразующие постоянный ток в переменный, довольно распространены, в некоторых автомобилях даже есть стандартные розетки переменного тока, чтобы вы могли подключить свой любимый прибор. Однако существует особый тип инвертора, называемый инвертором привязки к сети, который позволяет не только подавать переменный ток, но и подавать его обратно через розетку переменного тока для питания других устройств в сочетании с обычным питанием переменного тока. Зачем? Может быть, вы хотите использовать собственный генератор или солнечную энергию. В некоторых случаях энергетическая компания заплатит вам, если вы произведете больше энергии, чем потребляете.Может быть, вы просто хотите знать, что у вас получится. Похоже, это и есть мотивация, стоящая за сборкой [fotherby], и она весьма существенна.

Устройство выдерживает всего около 60 Вт, но при этом выполняет все необходимые функции: преобразование постоянного тока в переменный, а также согласование фазы и напряжения. На самом деле, просто преобразовать постоянный ток в переменный почти тривиально, если вам не важна форма сигнала. Но в этом случае вы позаботитесь о том, чтобы вы могли создать сигнал переменного тока, соответствующий тому, который уже есть на линии.

Проект упрощен за счет использования платы STM32F407, которая имеет несколько хороших высокоскоростных аналогово-цифровых сигналов, а также платы TI H-bridge.Еще одним упрощением было использование трансформатора, поэтому инвертор должен создавать только 40 В. Это нетривиальный и несколько опасный проект. Однако [fotherby] предоставляет много деталей и теории, поэтому, даже если вы не хотите строить его, вы можете с удовольствием просматривать работу.

Говоря о безопасности, система определяет, если напряжение электросети выглядит плохим, и если это так, система отключает инвертор. Это помогает предотвратить образование островков - когда коммунальное предприятие или электрик считает, что цепь не находится под напряжением, но напряжение поступает из другого источника.

В целом, это был очень интересный проект, особенно если вы обычно не занимаетесь ЛЭП. Очевидно, если вы захотите сделать это в Северной Америке, вам потребуются некоторые изменения. Независимо от того, где вы находитесь, если вы попытаетесь это сделать, мы предлагаем вам ознакомиться с некоторыми правилами безопасности.

.

горячих продаж! Инвертор 200кв связанный сетью соединяется с сетью страны для гидро проекта

200KW Grid Tie Inverter

Описание продукта

Grid Tie / On Grid Inverter

Grid Tie Inverter - основной продукт для сетевой системы электроснабжения, который преобразует постоянный ток в переменный и подает энергию в сеть. .GREEF может предоставить индивидуальный инвертор для вашей ветроэнергетической системы, солнечной энергетической системы, ветро-солнечной гибридной системы, гидроэнергетической системы и т. Д.Диапазон мощности может составлять от 3 кВт до 2500 кВт.

Характеристики продукта

  • Основная схема использует микросхему DSP компании TI из США и IGBT от Mitsubishi, защита вождения от японской микросхемы Mitsubishi
  • SPWM, технология широтно-импульсной модуляции, чистый синусоидальный выход.
  • Коэффициент мощности приближается к 1
  • Управление обратным током с близким циклом
  • Мощность для управления и регулируемая
  • Широкий диапазон входного напряжения для адаптации к потребностям в различных случаях
  • Имеет полную схему защиты мощности
  • Идеально самообслуживание функция обнаружения и самозащиты.
  • Функция автоматической защиты при неисправности системы
  • Компактная рамка схемы, макс. КПД ≥ 95%

Технические характеристики

Модель BNXG-1500KS
Макс. Мощность 1500 кВт
Диапазон входного напряжения 380Vdc-780Vdc
Выходная мощность переменного тока 1500 кВт
THD переменного тока 3%
Коэффициент мощности > 0.99
Выходное напряжение переменного тока 380 В переменного тока ± 2%
Выходная частота переменного тока 50/60 Гц ± 1%
Время автоматического перезапуска 1 мин (регулируется)
Защита Обладают защитной функцией полярности подключения наоборот, короткого замыкания, островных эффектов, перегрева, перегрузки, замыкания на землю
Режим связи RS485
Рабочая температура -20 ℃ ~ + 50 ℃
Высота

6000 м

(Более 2000 метров ниже используемого количества)

Метод охлаждения Принудительное воздушное охлаждение
Шум ≤60 дБ
Уровень защиты IP 20 (внутренний)

Фотографии продуктов

Наши услуги

GREEF предоставляет комплексные системные решения в соответствии с требованиями каждого клиента.Инвертор можно настроить под каждого клиента.

Ниже приведено изображение системы, предназначенное для наших клиентов.

Case & Project

Wind Project

000

000

000

Упаковка и доставка

1.Деревянный футляр. А для доставки морем мы можем использовать лоток

2. Размер и вес упаковки уточняйте в отделе продаж.

3. Доставка морем с FCL LCL или по воздуху.

Если у вас есть какие-либо запросы по упаковке и доставке, сообщите в отдел продаж, что мы сделаем все в соответствии с вашим запросом.

Информация о компании

GREEF также предоставляет сетевые и автономные контроллеры, гибридные сетевые инверторы солнечного ветра и сетевые инверторы солнечной энергии, пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж для получения подробной информации.
.

Электрическая схема сварочного инвертора

В статье представлен обзор схемотехники силовой части источников сварочного тока инверторного типа, рассмотрены общие принципы работы, недостатки и преимущества каждой из схем. Приведены несколько запатентованных способов стимулирования зажигания дуги, представлена синтезированная типовая структурная схема инверторного сварочного аппарата.
Инверторные преобразователи напряжения на мощности от единиц ватт до десятков киловатт давно и успешно применяются при построении источников питания различного назначения. Особенностью этого класса преобразователей является работа на статическую нагрузку. В последнее десятилетие прошлого века инверторные преобразователи стали применяться при построении электросварочных аппаратов, где нагрузкой является сварочная дуга. Если первые модели таких инверторов выполнялись на тиристорах, то сейчас в качестве коммутирующих активных элементов применяются исключительно силовые МДП транзисторы. Абсолютное большинство сварочных инверторов предназначено для осуществления сварки на постоянном токе. Их структурная схема представлена на рис. 1
Рис. 1. Структура электросварочного аппарата инверторного типа.
1 – входной выпрямитель с емкостным накопителем энергии;
2 – инверторный модуль;
3 – выходной выпрямитель.
При питании от однофазной сети бестрансформаторный входной выпрямитель заряжает накопительную емкость до напряжения величиной около 300В. Инверторный модуль, выполненный на ключевых активных элементах, осуществляет преобразование энергии постоянного тока в энергию тока высокой частоты с последующим его выпрямлением для питания сварочной дуги. Причем частота преобразования составляет несколько десятков килогерц. Инверторный модуль кроме ключевых элементов и системы управления ими обязательно содержит высокочастотный импульсный трансформатор. Понятно, что схемотехническое построение нверторного модуля во многом определяет качественные и количественные параметры всего сварочного аппарата. Анализ схемотехнического построения (топологии) сварочных инверторов зарубежных и отечественных производителей дает основание полагать, что число вариантов таких решений весьма ограниченно и все их можно разделить на однотактные и двухтактные. Однотактные схемы формируют импульсы одной полярности, двухтактные - двухполярные импульсы. Во всех схемах транзисторы работают в ключевом режиме, причем время включенного состояния может регулироваться, что дает возможность изменять величину нагрузочного тока. Наиболее распространенные схемотехнические решения инверторных модулей представлены на рис. 2
Рис. 2. Схемы инверторных модулей сварочных аппаратов
а) Двухтактная схема – «полный мост»
б) Двухтактная схема – «полумостовая схема»
в) Однотактная схема – «косой полумост»
В двухтактной мостовой схеме формирование двухполярных импульсов происходит за счет попарного отпирания транзисторов (VT1 и VT3), (VT2 и VT4). При номинальной мощности нагрузки через транзисторы протекает лишь половина полного тока моста, а напряжение на каждом из них составляет половину напряжения на емкости С. Однако здесь требуется обеспечить полную симметрию плеча моста для исключения возможности протекания через первичную обмотку трансформаторе тока подмагничивания. Кроме того, для предотвращения опасности сквозного короткого замыкания через транзисторы необходимо задать некоторое «мертвое время», т.е. паузу между началом процесса отключения одной пары транзисторов и включения другой. В полумостовой схеме за счет наличия емкостного делителя (С2, С3) напряжение на каждом из транзисторов и на первичной обмотке трансформатора составляет 0.5Uвх т.е при питании схемы от бестрансформаторного сетевого выпрямителя оно не превышает 150В. Обеспечение сварочного тока величиной 120 – 150 А при относительном малом коэффициенте трансформации приводит к необходимости применения мощных транзисторов (либо их группового соединения) и увеличению тока, потребляемого из питающей сети.
В такой схеме так же необходимо задавать «мертвое время». Косой полумост является однотактным инвертором. Транзисторы VT1 VT2 открываются и закрываются одновременно и здесь нет опасности сквозного КЗ. На транзисторах в запертом состоянии напряжение не превышает 0,5 Uвх. Энергия выбросов, возникающих при запирании транзисторов, сбрасывается во входную емкость С через диоды VD1 и VD2. Недостатком схемы является подмагничивание сердечника трансформатора постоянной составляющей выходного тока. Эту проблему можно решить, например, путем изготовления сердечника с зазором или выбором магнитного материала сердечника с большими значениями индукции насыщения. Схема позволяет без увеличения напряжения на транзисторах и при приемлемом значении потребляемого из сети тока за счет увеличения коэффициента трансформации получить требуемое значение выходного тока. Схема проста в управлении, не требовательна к жесткому симметрированию плеч, исключает возможность возникновения «сквозного тока», обеспечивает высокий КПД за счет рекуперации энергии.
Поэтому она нашла широкое применение в сварочных инверторах. Проектирование сварочных инверторов имеет ряд особенностей. Одна из них заключается в необходимости надежного возбуждения электрической дуги. Известно, что при ручной сварке в воздушной среде на постоянном токе или на токе промышленной частоты напряжение холостого хода должно быть порядка 60-90В. В сварочных аппаратах максимальное значение напряжения холостого хода и номинальное значение сварочного тока связаны между собой и обусловлены свойствами силового контура инвертора. Учитывая, что при питании инвертора от бестранформаторного выпрямителя входное напряжение не может быть больше 310В, при Uхх порядка 70В – 80В коэффициент трансформации по напряжению (и по току) не может быть больше 4,5. При таком коэффициенте трансформации и сварочном токе 150-160А потребляемый из сети ток будет порядка 40А, что при использовании бытовой сети недопустимо. Поэтому разработчики сварочных аппаратов ищут различные способы стимулирования зажигания дуги при высоком значении коэффициента трансформации сварочного трансформатора. Для зажигания дуги необходимо осуществить ионизацию разрядного промежутка.
Сделать это можно повышением напряжения холостого хода, стимулированием промежутка высоковольтными импульсами от отдельного генератора, воздействием маломощного лазерного луча, применением вольтодобавочных схем и др. Так, предложено ввести в схему полумостового инвертора дополнительную ёмкость С4 и диод VD1 (рис. 3). При работе инвертора на холостом ходу за счёт добротности первичного контура трансформатора ёмкость С4 заряжается до напряжения, превышающего выходное напряжение сетевого выпрямителя. При зажигании дуги добротность силового контура падает, подзаряд ёмкости С4 прекращается, и напряжение на ней определяется только выходным напряжением выпрямителя. Авторы изобретения утверждают, что такое решение позволяет при питании от однофазной цепи получать токи сварки для использования электродов с диаметром до 4 мм при напряжении холостого хода 70-75 В.
Рис.3 Сварочный источник питания по патенту № 2053069 Интересное решение для стимулирования зажигания дуги путем ионизации разрядного промежутка предложено в [2]. Сварочный ток здесь представляет собой последовательность однополярных прямоугольных импульсов следующих с частотой ультразвукового частотного диапазона. На переднем и заднем фронтах этих импульсов за счет имеющих место в сварочном трансформаторе паразитных резонансных контуров формируются высокочастотные затухающие колебания достаточно большой амплитуды (рис. 4).
Рис. 4. Эпюры напряжения и тока в схеме по патенту № 2253551 [2].
а – напряжение на первичной обмотке трансформатора инвертора
б –форма сварочного тока
Авторы утверждают, что за счет такой формы сварочного тока обеспечивается непрерывная ионизация газового промежутка между электродами, поэтому достигается «чрезвычайно высокая стабильность горения дуги». Такой процесс сварки авторы назвали электро-импульсным. При всей заманчивости этого способа, на наш взгляд, он имеет ряд недостатков. Во-первых, из-за большой частоты следования импульсов (50-70кГц) сварка фактически осуществляется на квазипостоянном токе со всеми присущими ему недостатками. Во-вторых значительная амплитуда напряжения ударного возбуждения создает опасность повреждения ключевых транзисторов, которые и так работают в предельных режимах по току и напряжению. Поэтому к такому способу возбуждения дуги следует относится с осторожностью.
В сварочных инверторах ключевые элементы работают в импульсном режиме с ШИМ регулированием. Спектр тока такой последовательности импульсов весьма широк и достигает по разным оценкам 20 МГц. А поскольку токи в сварочном источнике и сварочных кабелях значительны, амплитуда высокочастотных так же может быть значительной, что создает опасность передачи радиопомех в питающую сеть и окружающую среду. Поэтому в большинстве импульсных источников на входе устанавливаются сетевые фильтры, задача которых – предотвращение попадания помех в питающую сеть. Менее проработаны вопросы снижения радиоизлучения сварочных кабелей. Почему-то считается, что если на выходе импульсного источника стоит диодный выпрямитель, то никаких высокочастотных составляющих в сварочном токе быть не должно. Однако у диодов существует время обратного восстановления, поэтому утверждение, что сварочные кабели (до и сама дуга) не являются источниками высокочастотных помех, преждевременно.
Кроме того, в моменты зажигания дуги, изменении её длины и обрыве, нагрузка на инверторный преобразователь изменяется в широких пределах. Поэтому режим работы сварочного инвертора является в принципе нестационарным, что создает опасность перегрузки и повреждения транзисторов. Классический прием снижения уровня перенапряжений на транзисторах путем подключения различных демпфирующих цепей далеко не всегда дает нужный эффект. Значительным разнообразием отличаются схемы управления сварочными инверторами.
К основным их функциям следует отнести:
• формирование импульсов, обеспечивающих надежное отпирание и запирание ключевых транзисторов;
• обеспечение возможности регулирования длительности импульсов (ШИМ) при заданной частоте их следования;
• возможность задания требуемой величины сварочного тока и его поддержание на заданном уровне в процессе сварки;
• защита аппарата от перегрева, перегрузки по току, «залипания» электрода;
• исключение токовой перегрузки питающей сети переменного тока при запуске сварочного аппарата.
С учетом всех этих требований типовую структурную схему инверторного сварочного аппарата можно представить в виде рис. 5. Сетевой фильтр (1) служит для исключения прохождения помех, возникающих в процессе работы сварочного инвертора, в питающую сеть. Входной выпрямитель с емкостным накопителем (2) необходим для питания инверторного модуля и исключения импульсной нагрузки на питающую сеть. Поскольку емкость накопителя достаточно велика (до 1500 мкФ), чтобы исключить появление пика зарядного тока, первичный заряд осуществляют через управляемый токовый ограничитель, который в процессе нормальной работы аппарата отключается блоком управления зарядом (БУЗ). Инвертор (3) преобразует энергию постоянного напряжения накопителя в энергию импульсов килогерцового диапазона путём использования широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Формирование отпирающих импульсов для транзисторов инвертора осуществляется в системе управления состоящей из тактового генератора (10), ШИМ – котроллера (11) и драйвера (12). Требуемая величина сварочного тока задается в блоке задания режима (13) путем установления определенной ширины отпирающих импульсов. Поддержание заданной величины сварочного тока осуществляется по сигналу датчика тока (9). В ряде схем сварочных аппаратов путем задания соответствующего алгоритма управления обеспечивается стабилизация режима сварки за счет поддержания определенного соотношения между сварочным током и напряжением на дуге. Для этого кроме датчика тока вводится еще и датчик напряжения (8). Температурный режим внутри аппарата или его наиболее загруженных узлов контролируется с помощью датчика перегрева (7).
Рис. 5. Типовая структурная схема инверторного сварочного аппарата Путём соответствующего программирования микроконтроллера ряд фирм обеспечивает реализацию дополнительных результатов: форсирование тока при пуске, предотвращение «залипания» сварочных электродов и ряд других функций. Таким образом, повышение уровня «интеллектуальности» схемотехнических решений позволяет создавать сварочную технику с широкими функциональными возможностями.

Автор: Борисов Д.А., ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», г. Саранск

Кроме статьи "Электрическая схема сварочного инвертора" смотрите также:

Сетевой инвертор Sofar 25000TL-G2 3-фазы

Общие параметры:
Модель SOFAR 25000TL-G2
Тип устройства Бестрансформаторный
Мощность 25 кВт
Гарантия 5 лет
Вход (Постоянное напряжение):
Максимальная мощность DC ( солнечных батарей) 32 500 Вт
Максимальное входное напряжение 1100 В постоянного тока
Минимальное ( стартовое ) напряжение 250 В постоянного тока
Номинальное напряжение постоянного тока 620 В постоянного тока
Диапазон напряжений MPPT 230 В ~ 960 В
Диапазон напряжений MPPT при полной нагрузке 480 В ~ 850 В
Число контроллеров MPPT слежения 2
Число входов DC на каждом МРРТ 3
Максимальный ток для MPPT контроллера 28А
Выход (Переменное напряжение):
Номинальная мощность АС 25 кВт
Максимальная мощность АС 27 500 ВА
Номинальное напряжение 3/N/PE,220/380 or 3/N/PE,240/415 or 3/N/PE,230/400
Диапазон выходного напряжения 310В ~ 480В
Максимальный ток АС 40 А
Номинальная частота 50Гц / 60Гц
Диапазон частоты 47~53 / 57~63Hz (согласно местным стандартам)
Коэффициент мощности (cosθ) 1
Отклонение (THD%) <3%
Количество фаз 3
Максимальная эффективность 98,2%
Защита и связь:
Защитные функции Anti Island Protection(ENS), Перенапряжение, Превышение тока, Превышение температуры,
Ток утечки (УЗО), Обратная полярность, Мониторинг ошибок заземления
DC переключатель Да
Защита от обратной полярности DC Да
Сертификат CE, CGC, AS4777, AS31000, VDE4105, C10-C11, G83/G59 (больше доступно по запросу)
Блок управления питанием Согласно сертификации и запросу
Хранение рабочих данных 25 лет
Прочие характеристики:
Собственное потребление ( ночью ) < 1 Вт
Степень защиты IP IP65 (Водонепроницаемый,подходит для наружного применения]
Охлаждение Естественное
Температура -25°C ~ +60°C
Влажность 0~100%
Уровень шума < 45 дБ
Интерфейс WiFi, RS 485, GPRS ( опционально ), SD card, WLAN
Дисплей жидкокристаллический
Размеры,вес:
Длина 666 мм
Высота 512 мм
Ширина 254 мм
Вес 37 кг

Проектирование схемы сетевого инвертора

Сетевой инвертор работает совершенно как обычный инвертор, однако выходная мощность такого инвертора подается и связана с сетью переменного тока от электросети.

Пока присутствует сетевое питание переменного тока, инвертор вносит свою мощность в существующее сетевое электроснабжение и останавливает процесс при отключении сетевого питания.

Концепция

Эта концепция действительно очень интригующая, поскольку позволяет каждому из нас стать участником энергоснабжения.Представьте себе, что каждый дом участвует в этом проекте, чтобы генерировать огромное количество энергии в сеть, которая, в свою очередь, обеспечивает пассивный источник дохода для участвующих жилых домов. Поскольку исходные материалы поступают из возобновляемых источников, доход становится абсолютно бесплатным.

Изготовление инвертора для привязки к сетке в домашних условиях считается очень сложной задачей, так как концепция предполагает соблюдение некоторых строгих критериев, несоблюдение которых может привести к опасным ситуациям.

Основные несколько вещей, которые необходимо соблюдать:

Выход инвертора должен быть идеально синхронизирован с сетью переменного тока.

Амплитуда и частота выходного напряжения, как указано выше, должны соответствовать параметрам переменного тока сети.

Инвертор должен немедленно выключиться в случае пропадания сетевого напряжения.

В этом посте я попытался представить простую схему сетевого инвертора, которая, по моему мнению, удовлетворяет все вышеперечисленные требования и безопасно подает генерируемый переменный ток в сеть, не создавая никаких опасных ситуаций.

Работа схемы

Давайте попробуем разобраться в предлагаемой конструкции (разработанной мной) с помощью следующих пунктов:

Опять же, как обычно, наш лучший друг, IC555 занимает центральное место во всем приложении.Фактически, только благодаря этой ИС конфигурация могла стать настолько простой.

Ссылаясь на принципиальную схему, IC1 и IC2 в основном соединены как синтезатор напряжения или, в более привычных терминах, модуляторы положения импульса.

Понижающий трансформатор TR1 здесь используется для подачи необходимого рабочего напряжения на схему IC, а также для подачи данных синхронизации на IC, чтобы она могла обрабатывать выходной сигнал в соответствии с параметрами сети.

Контакты №2 и №5 обеих ИС подключены к точке после D1 и через Т3 соответственно, что обеспечивает подсчет частоты и данные амплитуды переменного тока сети на ИС соответственно.

Вышеупомянутые две информации, предоставленные ИС, побуждают ИС изменить свои выходы на соответствующих контактах в соответствии с этой информацией.

Результат вывода преобразует эти данные в хорошо оптимизированное напряжение ШИМ, которое очень синхронизировано с напряжением сети.

IC1 используется для генерации положительной ШИМ, в то время как IC2 производит отрицательные ШИМ, оба работают в тандеме, создавая требуемый двухтактный эффект на МОП-транзисторы.

Вышеупомянутые напряжения подаются на соответствующие МОП-транзисторы, которые эффективно преобразуют вышеуказанную схему в сильноточный флуктуирующий постоянный ток через задействованную входную обмотку повышающего трансформатора.

Выход трансформатора преобразует входной сигнал в идеально синхронизированный переменный ток, совместимый с существующим сетевым переменным током.

Подключив выход TR2 к сети, последовательно подключите лампу мощностью 100 Вт к одному из проводов. Если лампочка горит, это означает, что переменный ток не в фазе, немедленно поменяйте местами соединения, и теперь лампа должна перестать светиться, обеспечивая правильную синхронизацию переменного тока.

Вы также хотели бы увидеть эту упрощенную конструкцию соединительной схемы сети

Предполагаемая форма сигнала ШИМ (нижняя кривая) на выходах микросхем

Список деталей

Все резисторы = 2K2
C1 = 1000 мкФ / 25 В
C2, C4 = 0.47 мкФ
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10 А,
IC1,2 = 555
МОП-транзисторы = В соответствии с СПЕЦИФИКАМИ ПРИМЕНЕНИЯ.
TR1 = 0-12 В, 100 мА
TR2 = В СООТВЕТСТВИИ С СПЕЦИФИКАМИ ПРИЛОЖЕНИЯ
T3 = BC547
ВХОД ПОСТОЯННОГО ТОКА = В СООТВЕТСТВИИ С СПЕЦИФИКАМИ ПРИЛОЖЕНИЯ.

ВНИМАНИЕ: ИДЕЯ ОСНОВАНА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВООБРАЖЕНИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ, СООТВЕТСТВИЕ ЗРЕНИЯМ СТРОГО СОВЕТУЕТ.

После получения предложения по исправлению от одного из читателей этого блога, мистера Даррена, и некоторого размышления, выяснилось, что в приведенной выше схеме было много недостатков, и на практике она не работала.

Пересмотренный дизайн

Пересмотренный дизайн показан ниже, он выглядит намного лучше и является осуществимой идеей.

Здесь встроена одна микросхема IC 556 для создания импульсов ШИМ.
Одна половина ИС была сконфигурирована как высокочастотный генератор для питания другой половины ИС, которая настроена как широтно-импульсный модулятор.

Частота модуляции выборки выводится из TR1, который предоставляет точные частотные данные на ИС, так что размеры ШИМ точно соответствуют частоте сети.

Высокая частота гарантирует, что выход может с точностью прервать указанную выше информацию о модуляции и предоставить МОП-транзисторам точный эквивалент среднеквадратичного значения сетевой сети.

Наконец, два транзистора гарантируют, что МОП-транзисторы никогда не проводят вместе, а только по одному, в соответствии с колебаниями сети 50 или 60 Гц.

Список деталей

  • R1, R2, C1 = выберите для создания частоты около 1 кГц
  • R3, R4, R5, R6 = 1K
  • C2 = 1 нФ
  • C3 = 100 мкФ / 25 В
  • D1 = диод 10 А
  • D2, D3, D4, D5 = 1N4007
  • T1, T2 = согласно требованию
  • T3, T4 = BC547
  • IC1 = IC 556
  • TR1, TR2 = как предложено в конструкции предыдущего раздела

Вышеуказанная схема была проанализирована г-ном.Селим и он нашли в схеме несколько интересных недостатков. Основной недостаток - отсутствие отрицательных импульсов ШИМ полупериодов переменного тока. Вторая неисправность была обнаружена в транзисторах, которые, казалось, не изолировали переключение двух МОП-транзисторов в соответствии с подаваемой частотой 50 Гц.

Вышеупомянутая идея была изменена г-ном Селимом, вот детали формы сигнала после изменений. модификации:

Форма волны Изображение:

CTRL - это сигнал 100 Гц после выпрямителя, OUT - это сигнал ШИМ от обеих половин волн, Vgs - напряжения затвора полевых транзисторов, Vd - датчик вторичной обмотки, который синхронизируется с CTRL / 2.

Не обращайте внимания на частоты, так как они неверны из-за низкой скорости дискретизации (иначе на ipad она станет слишком медленной). На более высоких частотах дискретизации (20 МГц) ШИМ выглядит весьма впечатляюще.

Чтобы зафиксировать рабочий цикл до 50% на частоте около 9 кГц, мне пришлось вставить диод.

С уважением,

Селим

Модификации

Для включения обнаружения отрицательных полупериодов управляющий вход ИС должны питаться обоими полупериодами переменного тока, это может быть достигнуто с помощью конфигурации мостового выпрямителя.
Вот как, на мой взгляд, должна выглядеть окончательно проанализированная схема.

База транзистора теперь соединена с стабилитроном, что, как мы надеемся, позволило бы транзисторам изолировать проводимость МОП-транзистора так, чтобы они проводили попеременно в ответ на импульсы 50 Гц на базе Т4.

Последние обновления от г-на Селима

Здравствуйте, Swag,

Я продолжаю читать ваши блоги и продолжаю экспериментировать с макетной платой.
Я пробовал использовать стабилитрон (безуспешно), вентили CMOS и, что гораздо лучше, операционные усилители работали лучше всего.У меня есть 90 В переменного тока из 5 В постоянного тока и 170 В переменного тока из 9 В постоянного тока при 50 Гц, я считаю, что он синхронизирован с сетью (не могу подтвердить, поскольку нет осциллографа). Кстати, шум идет, если зажать крышкой 0,15u. на вторичной обмотке.

Как только я добавляю нагрузку на вторичную катушку, ее напряжение падает до 0 В переменного тока с небольшим увеличением входного постоянного тока. Mosfet даже не пытается потреблять больше усилителей. Возможно, некоторые драйверы mosfet, такие как IR2113 (см. Ниже), могут помочь?

Хотя я и в приподнятом настроении, я чувствую, что ШИМ может оказаться не таким прямолинейным, как хотелось бы.Определенно хорошо контролировать крутящий момент на двигателях постоянного тока при низких частотах ШИМ. Однако, когда сигнал 50 Гц прерывается на более высокой частоте, он по какой-то причине теряет мощность или PWMd mosfet не может обеспечить необходимый высокий ток на первичной катушке, чтобы поддерживать 220 В переменного тока под нагрузкой.

Я нашел другую схему, которая очень похожа на вашу, за исключением ШИМ. Вы могли видеть это раньше.
Ссылка находится на https: // www (dot) electro-tech-online (dot) com / alternate-energy / 105324-grid-tie-инвертор-схема-2-0-a.html

Схема управления питанием представляет собой привод H с IGBT (вместо этого мы могли бы использовать MOSFET). Похоже, он может передать мощность.
Это выглядит сложно, но на самом деле не так уж плохо, как вы думаете? Я попробую смоделировать схему управления и расскажу, как она выглядит.
С уважением,

Селим

Отправлено с моего iPad

Дальнейшие модификации

Некоторые очень интересные модификации и информация были предоставлены мисс Нувем, одной из преданных читателей этого блога, давайте узнаем о них ниже:

Здравствуйте, господин.Swagatam,

Я мисс Нувем, и я работаю в группе, которая строит некоторые из ваших схем во время мероприятия о благополучном образе жизни в Бразилии и Каталонии. Вы должны когда-нибудь приехать.

Я моделировал вашу схему инвертора Grid-Tie, и я хотел бы предложить пару модификаций последней конструкции, которую вы описали в своем посте.

Во-первых, у меня были проблемы, когда выходной сигнал ШИМ (вывод 9 IC1) просто гаснул и переставал колебаться. Это происходило всякий раз, когда управляющее напряжение на выводе 11 становилось выше, чем напряжение Vcc из-за падения на D4.Мое решение состояло в том, чтобы добавить два диода 1n4007 последовательно между выпрямителем и управляющим напряжением. Возможно, вам удастся обойтись только одним диодом, но я использую два на всякий случай.

Другая проблема, с которой я столкнулся, заключалась в том, что Vgs для T1 и T2 не были очень симметричными. T1 был в порядке, но T2 не колебался полностью до значений Vcc, потому что всякий раз, когда T3 был включен, он подавал 0,7 В на T4 вместо того, чтобы позволять R6 повышать напряжение. Я исправил это, установив резистор 4,7 кОм между T3 и T4.Я думаю, что любое значение выше этого работает, но я использовал 4,7 кОм.

Надеюсь, в этом есть смысл. Я прилагаю изображение схемы с этими модификациями и результатами моделирования, которые я получаю с помощью LTspice.
Мы будем работать над этой и другими цепями на следующей неделе. Мы будем держать вас в курсе.

С уважением.
Miss Nuvem

Изображения осциллограмм

Самодельная схема сетевого инвертора от 100 ВА до 1000 ВА

Следующая концепция описывает простую, но жизнеспособную схему связующего инвертора солнечной сети, которую можно соответствующим образом модифицировать для выработки мощности от 100 до 1000 ВА и выше.

Что такое сетевой инвертор

Это инверторная система, предназначенная для работы так же, как обычный инвертор, использующий входную мощность постоянного тока, за исключением того, что выходной сигнал подается обратно в электрическую сеть.

Эта добавленная мощность в сеть может быть предназначена для содействия постоянно растущему спросу на электроэнергию, а также для получения пассивного дохода от коммунальной компании в соответствии с их условиями (применимыми только в некоторых странах).

Для реализации вышеуказанного процесса гарантируется, что выходной сигнал инвертора идеально синхронизирован с мощностью сети с точки зрения среднеквадратичного значения, формы волны, частоты и полярности, чтобы предотвратить неестественное поведение и проблемы.

Предлагаемая мною концепция - это еще одна схема инвертора связи с сетью (не проверена), которая даже проще и разумнее, чем предыдущая конструкция.

Схема может быть понята с помощью следующих пунктов:

Как работает схема GTI

Сеть переменного тока от сети подается на TR1, который является понижающим трансформатором.

TR1 понижает входное напряжение сети до 12 В и выпрямляет его с помощью мостовой схемы, образованной четырьмя диодами 1N4148.

Выпрямленное напряжение используется для питания ИС через отдельные диоды 1N4148, подключенные к соответствующим выводам ИС, в то время как соответствующие конденсаторы 100 мкФ обеспечивают надлежащую фильтрацию напряжения.

Выпрямленное напряжение, полученное сразу после моста, также используется в качестве входов обработки для двух ИС.

Поскольку вышеуказанный сигнал (см. Изображение формы сигнала №1) не фильтруется, он состоит из частоты 100 Гц и становится сигналом выборки для обработки и обеспечения необходимой синхронизации.

Сначала он подается на вывод №2 микросхемы IC555, где его частота используется для сравнения с пилообразными волнами (см. Форму сигнала №2) на выводе №6 / 7, полученными с коллектора транзистора BC557.

Приведенное выше сравнение позволяет ИС создать намеченный выход ШИМ синхронно с частотой электросети.

Сигнал от моста также подается на контакт № 5, который фиксирует среднеквадратичное значение выходного ШИМ, точно совпадающее с формой сигнала сетки (см. Сигнал № 3).

Однако в этот момент выходной сигнал от 555 имеет низкую мощность, и его необходимо усилить, а также обработать, чтобы он реплицировал и генерировал обе половины сигнала переменного тока.

Для выполнения вышеизложенного включены 4017 и ступень МОП-транзистора.

100 Гц / 120 Гц от моста также принимаются 4017 на его выводе № 14, что означает, что теперь его выходной сигнал будет последовательно повторяться от контакта № 3 обратно к контакту № 3, так что МОП-транзисторы переключаются последовательно и точно на частота 50 Гц, что означает, что каждый МОП-транзистор будет проводить поочередно 50 раз в секунду.

МОП-транзисторы реагируют на вышеупомянутые действия со стороны IC4017 и создают соответствующий двухтактный эффект на подключенном трансформаторе, который, в свою очередь, создает необходимое сетевое напряжение переменного тока на его вторичной обмотке.

Это может быть реализовано путем подачи постоянного тока на МОП от возобновляемого источника или батареи.

Однако указанное выше напряжение будет обычной прямоугольной волной, не соответствующей форме волны в сети, до тех пор, пока мы не включим сеть, состоящую из двух диодов 1N4148, подключенных к затворам МОП-транзисторов и контакту № 3 IC555.

Вышеупомянутая сеть точно отсекает прямоугольные волны на затворах mosftes относительно шаблона PWM или, другими словами, вырезает прямоугольные волны, точно соответствующие форме сигнала переменного тока сетки, хотя и в форме PWM (см. Форму волны # 4).

Вышеупомянутый вывод теперь передается обратно в сетку, точно соответствуя спецификациям и шаблонам сетки.

Выходная мощность может быть изменена прямо от 100 Вт до 1000 Вт или даже больше путем соответствующего определения входного постоянного тока, МОП-транзисторов и номиналов трансформатора.

Обсуждаемая схема связующего инвертора солнечной сети остается работоспособной только до тех пор, пока присутствует сетевое питание, в момент выхода из строя электросети, TR1 отключает входные сигналы и вся цепь останавливается, что является строго обязательным для сети Связать инверторные схемы систем.

Принципиальная схема

Предполагаемые изображения осциллограмм

Что-то не так в приведенном выше дизайне

По словам г-на Селима Явуза, в приведенном выше дизайне были некоторые вещи, которые выглядели сомнительными и нуждались в исправлении, давайте послушаем, что он сказал:

Привет, Swag,

надеюсь, у тебя все хорошо.

Пробовал вашу схему на макетной плате. Вроде работает кроме pwm part. По какой-то причине я получаю двойной горб, но не настоящий ШИМ. Не могли бы вы помочь мне понять, как 555 делает pwm? Я заметил, что 2.2k и 1u создают нарастание 10 мс. Я считаю, что рампа должна быть намного быстрее, так как полуволна составляет 10 мс. Может я кое-что упустил.

Кроме того, 4017 выполняет чистую работу, успешно переключаясь вперед и назад. Когда вы включаете питание, тактовая частота 100 Гц заставляет счетчик всегда начинать с 0. Как мы можем гарантировать, что он всегда находится в фазе с сеткой?

Ценю вашу помощь и идеи.
С уважением,
Селим

Решение проблем со схемой

Привет Селим,

Спасибо за обновление.
Вы абсолютно правы, треугольные волны должны быть намного выше по частоте по сравнению с входом модуляции на выводе №5.
Для этого мы могли бы пойти на отдельную 300 Гц (приблизительно) микросхему 555, нестабильную для питания контакта 2 ШИМ IC 555.
Это решит все проблемы, по моему мнению.
4017 должен быть синхронизирован через 100 Гц, полученный от мостового выпрямителя, и его контакты 3, 2 должны использоваться для управления воротами, а контакты 4 должны быть подключены к контакту 15. Это обеспечит идеальную синхронизацию с частотой сети.
С уважением.

Окончательный дизайн в соответствии с приведенным выше разговором

Приведенная выше диаграмма была перерисована ниже с отдельными номерами деталей и обозначениями перемычек

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ИДЕЯ ОСНОВАНА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВООБРАЖЕНИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ, ДИСКРЕТАЦИЯ ЗРЕНИЯ СТРОГО РЕКОМЕНДУЕТСЯ.

Основной проблемой вышеупомянутой конструкции, с которой столкнулись многие конструкторы, был нагрев одного из МОП-транзисторов во время работы GTI. Возможная причина и способ устранения, предложенные г-ном.Hsen представлен ниже.

Предлагаемое исправление на стадии mosfet, рекомендованное г-ном Хсеном, также прилагается здесь, надеюсь, что указанные изменения помогут постоянно контролировать проблему:

Здравствуйте, мистер. Swagatam:

Я снова посмотрел вашу диаграмму и твердо убежден, что затворы полевых МОП-транзисторов будут достигать модулирующего сигнала (HF PWM), а не простого сигнала 50 cs. Поэтому я настаиваю, что должен быть включен более мощный драйвер CD4017, а последовательное сопротивление должно иметь гораздо меньшее значение.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, что на стыке резистора и затвора не должно быть еще одного добавленного элемента, и в этом случае я вижу переход к диодам 555.

Потому что это может быть причиной того, что один из полевых транзисторов нагревается. потому что он может автоколебаться. Поэтому я думаю, что МОП-транзистор нагревается из-за колебаний, а не из-за выходного трансформатора.

Извините, но меня беспокоит, что ваш проект увенчается успехом, потому что я чувствую себя очень хорошо и не собираюсь критиковать.

С уважением, hsen

Улучшенный драйвер Mosfet

Согласно предложениям г-на Хсена, следующий буфер BJT может быть использован для обеспечения большей безопасности и контроля МОП-транзисторов.

Сетевой инвертор: 10 шагов (с изображениями)

Синхронизация с фазой и частотой сети - вот что делает сетевой инвертор. Мы используем цифровую реализацию PLL (Phase Lock Loop) для достижения точного отслеживания фазы сетевого сигнала.Мы делаем это следующим образом:

  1. Выборка сетевого напряжения
  2. Создание собственного синусоидального сигнала 50 Гц
  3. Сравнение фазы между нашим локальным сигналом и сетевым сигналом
  4. Регулировка частоты локального сигнала до разности фаз между 2 сигнала равны нулю

1) Выборка сетевого напряжения

Мы настраиваем 3-й канал АЦП для считывания линейного напряжения. Это мы получаем путем деления напряжения на отводе трансформатора, как показано.Это обеспечивает масштабированное напряжение, изменяющееся примерно на 1,65 В, которое точно представляет напряжение сети.

2) Создание локального синусоидального сигнала 50 Гц
Создание собственной локальной синусоидальной волны 50 Гц очень просто. Мы храним справочную таблицу из 256 значений синуса. Наше смоделированное значение синуса легко получить с помощью индекса поиска, который постепенно вращается по таблице.

Мы должны увеличивать наш индекс с правильной скоростью, чтобы получить сигнал 50 Гц. А именно 256 x 50 Гц = 12800 / с.Мы делаем это, используя timer9 с тактовой частотой 168 МГц. Подождав 168 МГц / 12800 = 13125 тактов, мы изменим наш индекс с правильной скоростью.

3) Сравнение фазы между нашим локальным сигналом и сетевым сигналом
Это крутая часть! Если вы проинтегрируете произведение cos (wt) x sin (wt) за 1 период, результат будет равен нулю. Если разность фаз отлична от 90 градусов, вы получите ненулевое число. Математически:

Интеграл [Asin (t) x Bsin (t + φ)] = Ccos (φ)

Это здорово! Это позволяет нам сравнить сетевой сигнал sin (ωt) с нашим локальным сигналом sin (⍵t + φ) и получить значение.

Однако существует проблема, которую необходимо решить: если мы хотим, чтобы наши сигналы оставались в фазе, нам необходимо настроить нашу локальную частоту, чтобы член Ccos (φ) оставался максимальным. Это не будет работать очень хорошо, и мы получим плохое отслеживание фаз. Это связано с тем, что d / dφ функции cos (φ) равно 0 при φ = 0. Это означает, что член Ccos (φ) не будет сильно меняться при изменении фазы. Имеет ли это смысл?

Было бы гораздо лучше сдвинуть по фазе дискретизированный сетевой сигнал на 90 градусов, чтобы он стал cos (ωt + φ).Тогда у нас есть это:

Integral [Asin (t) Bcos (t + φ)] = Csin (φ)

Ввести фазовый сдвиг на 90 градусов легко, мы просто вставляем наши отсчеты напряжения сетевого АЦП в один конец буфера. и затем извлеките их несколько образцов, что соответствует фазовому сдвигу на 90 градусов. Поскольку частота сети практически не меняется от 50 Гц, простая техника задержки времени работает блестяще.

Теперь мы умножаем наш сетевой сигнал, сдвинутый по фазе на 90 градусов, на наш локальный сигнал и сохраняем текущий интеграл продукта за последний период (т. Е.по последним 256 значениям).

Известный нам результат будет равен нулю, если два сигнала выдерживаются точно под углом 90 градусов. Это фантастика, потому что устраняет фазовый сдвиг, который мы только что применили к сетевому сигналу. Чтобы прояснить, вместо максимизации интегрального члена мы пытаемся сохранить его равным нулю и сдвигаем фазу нашего сетевого сигнала. Фазовые сдвиги на 90 градусов, вносимые этими двумя изменениями, компенсируют друг друга.

Итак, если Integral_Result <0, мы знаем, что должны увеличить частоту гетеродина, чтобы вернуть ее в фазу с сетью, и наоборот.

4) Регулировка частоты местного сигнала
Этот бит прост. Мы просто регулируем период между приращениями в нашем индексе. Мы ограничиваем, насколько быстро мы можем исправить разность фаз, по существу отфильтровывая ложные помехи. Мы делаем это с помощью ПИ-регулятора с очень маленьким членом I.

Вот и все. Мы заблокировали наш локальный синусоидальный генератор (который устанавливает заданное значение выходного тока) так, чтобы он совпадал по фазе с напряжением сети. Мы реализовали алгоритм ФАПЧ, и он работает как мечта!

Увеличение частоты гетеродина также снижает фазовый сдвиг сетевого сигнала.Поскольку мы ограничиваем настройку частоты до +/- 131 деления (+/- ~ 1%), мы повлияем на фазовый сдвиг не более чем на +/- 1 °. Это не имеет никакого значения, пока фазы синхронизируются.

Теоретически, если частота сети отклоняется более чем на 0,5 Гц, мы теряем фазовую синхронизацию. Это связано с нашим вышеупомянутым ограничением на то, насколько мы можем регулировать частоту нашего гетеродина. Однако этого не произойдет, если только сеть не выйдет из строя. Наша защита от островов в любом случае сработает на этом этапе.

Мы действительно выполняем обнаружение пересечения нуля при запуске, чтобы попытаться как можно лучше запустить сигналы в фазе от смещения.

Интеграция солнечной энергии: основы инверторов и сетевых услуг

Если у вас есть бытовая солнечная система, ваш инвертор, вероятно, выполняет несколько функций. Помимо преобразования солнечной энергии в переменный ток, он может контролировать систему и обеспечивать портал для связи с компьютерными сетями. Системы хранения на солнечных батареях и батареях полагаются на современные инверторы для работы без какой-либо поддержки со стороны сети в случае сбоев, если они предназначены для этого.

К сети на основе инвертора

Исторически электроэнергия вырабатывалась в основном за счет сжигания топлива и создания пара, который затем вращает турбогенератор, который вырабатывает электричество. Движение этих генераторов производит переменный ток по мере вращения устройства, которое также устанавливает частоту или количество повторений синусоидальной волны. Частота сети является важным показателем для контроля состояния электросети. Например, при слишком большой нагрузке - слишком большом количестве устройств, потребляющих энергию, - энергия удаляется из сети быстрее, чем может быть доставлена.В результате турбины замедлятся и частота переменного тока уменьшится. Поскольку турбины представляют собой массивные вращающиеся объекты, они сопротивляются изменениям частоты так же, как все объекты сопротивляются изменениям в их движении, свойство, известное как инерция.

По мере того как в сеть добавляется больше солнечных систем, к сети подключается больше инверторов, чем когда-либо прежде. Генерация на основе инвертора может производить энергию на любой частоте и не обладает такими же инерционными свойствами, как генерация на основе пара, потому что здесь нет турбины.В результате переход на электрическую сеть с большим количеством инверторов требует создания более умных инверторов, которые могут реагировать на изменения частоты и другие сбои, возникающие во время работы сети, и помогать стабилизировать сеть против этих сбоев.

Сетевые услуги и инверторы

Сетевые операторы управляют спросом и предложением электроэнергии в электрической системе, предоставляя ряд сетевых услуг. Сетевые услуги - это действия, которые операторы сетей выполняют для поддержания баланса всей системы и лучшего управления передачей электроэнергии.

Когда сеть перестает вести себя должным образом, например, при отклонениях напряжения или частоты, интеллектуальные инверторы могут реагировать по-разному. В общем, стандарт для небольших инверторов, таких как те, которые подключены к бытовой солнечной системе, заключается в том, чтобы оставаться включенными во время небольших сбоев напряжения или частоты или «преодолевать» небольшие перебои в напряжении или частоте, а также если сбой длится долгое время или больше, чем обычно. , они отключатся от сети и отключатся. Частотная характеристика особенно важна, потому что падение частоты связано с неожиданным отключением генерации.В ответ на изменение частоты инверторы настроены на изменение выходной мощности для восстановления стандартной частоты. Ресурсы на основе инвертора также могут реагировать на сигналы оператора об изменении выходной мощности при колебаниях другого спроса и предложения в электрической системе; эта услуга сети известна как автоматическое управление генерацией. Для предоставления сетевых услуг инверторы должны иметь источники энергии, которыми они могут управлять. Это может быть либо генерация, например солнечная панель, которая в настоящее время вырабатывает электричество, либо накопление, например система батарей, которую можно использовать для выработки энергии, которая была ранее сохранена.

Другой сетевой сервис, который могут предоставить некоторые передовые инверторы, - это формирование сети. Инверторы, формирующие сетку, могут запускать сеть, если она выходит из строя - процесс, известный как «черный запуск». Традиционным инверторам, работающим по принципу «следования за сетью», требуется внешний сигнал от электрической сети, чтобы определить, когда произойдет переключение, чтобы произвести синусоидальную волну, которая может быть введена в электрическую сеть. В этих системах мощность от сети обеспечивает сигнал, который инвертор пытается согласовать. Более совершенные инверторы, формирующие сетку, могут сами генерировать сигнал.Например, сеть небольших солнечных панелей может назначить один из своих инверторов для работы в режиме формирования сети, в то время как остальные следуют ее примеру, как партнеры по танцам, формируя стабильную сеть без какой-либо генерации на базе турбин.

Реактивная мощность - одна из важнейших функций, которые могут обеспечить инверторы. В сети напряжение - сила, толкающая электрический заряд - всегда переключается взад и вперед, как и ток - движение электрического заряда. Электрическая мощность максимальна, когда напряжение и ток синхронизированы.Однако могут быть случаи, когда напряжение и ток имеют задержки между их двумя чередующимися моделями, например, когда двигатель работает. Если они не синхронизированы, часть мощности, протекающей по цепи, не может быть поглощена подключенными устройствами, что приведет к потере эффективности. Для создания такого же количества «реальной» мощности потребуется больше общей мощности - мощности, которую могут поглотить нагрузки. Чтобы противодействовать этому, коммунальные предприятия поставляют реактивную мощность, которая обеспечивает синхронизацию напряжения и тока и упрощает потребление электроэнергии.Эта реактивная мощность не используется сама по себе, а делает полезными другую мощность. Современные инверторы могут обеспечивать и поглощать реактивную мощность, чтобы помочь сетям сбалансировать этот важный ресурс. Кроме того, поскольку реактивную мощность сложно передавать на большие расстояния, распределенные энергоресурсы, такие как солнечная энергия на крыше, являются особенно полезными источниками реактивной мощности.

Создайте свой собственный инвертор для привязки сетки

Инверторы

, которые преобразуют постоянный ток в переменный, довольно распространены, в некоторых автомобилях даже есть стандартные розетки переменного тока, чтобы вы могли подключить свой любимый прибор.Однако существует особый тип инвертора, называемый инвертором привязки к сети, который позволяет не только подавать переменный ток, но и подавать его обратно через розетку переменного тока для питания других устройств в сочетании с обычным питанием переменного тока. Почему? Может быть, вы хотите использовать собственный генератор или солнечную энергию. В некоторых случаях энергетическая компания заплатит вам, если вы произведете больше энергии, чем потребляете. Может быть, ты просто хочешь знать, что сможешь это сделать. Похоже, это и есть мотивация, стоящая за сборкой [fotherby], и она весьма существенна.

Устройство выдерживает всего около 60 Вт, но при этом выполняет все необходимые функции: преобразование постоянного тока в переменный, а также согласование фазы и напряжения. На самом деле, просто преобразовать постоянный ток в переменный почти тривиально, если вас не волнует форма сигнала. Но в этом случае вы позаботитесь о том, чтобы вы могли создать сигнал переменного тока, соответствующий тому, который уже находится на линии.

Проект упрощается за счет использования платы STM32F407, которая имеет несколько хороших высокоскоростных аналогово-цифровых сигналов, а также платы TI H-bridge. Еще одним упрощением было использование трансформатора, поэтому инвертор должен создавать только 40 В.Это нетривиальный и несколько опасный проект. Однако [fotherby] предоставляет много деталей и теории, поэтому, даже если вы не хотите строить его, вам может понравиться просматривать работу.

Говоря о безопасности, система определяет, если напряжение электросети выглядит плохим, и если это так, система отключает инвертор. Это помогает предотвратить изолирование - когда коммунальное предприятие или электрик думают, что цепь не находится под напряжением, но напряжение поступает из другого источника.

В целом, это был очень интересный проект, особенно если вы обычно не занимаетесь ЛЭП.Очевидно, что если вы захотите сделать это в Северной Америке, вам потребуются некоторые изменения. Независимо от того, где вы находитесь, если вы попытаетесь это сделать, мы предлагаем вам ознакомиться с некоторыми правилами безопасности.

Схема инвертора

Solar On Grid

Поскольку энергетические ограничения становятся все более очевидными, солнечная фотоэлектрическая система производства электроэнергии привлекает все большее внимание. Постоянный ток, генерируемый солнечными элементами и ветряными генераторами, должен быть инвертирован инверторами перед объединением в сеть.Таким образом, конструкция солнечных инверторов в сети определяет, будет ли солнечная фотоэлектрическая система работать разумно, эффективно и экономично.

  • Принцип структуры инвертора Solar On Grid

Структура связующего инвертора солнечной сети представлена ​​на следующей схеме, состоящей из внешних инверторов постоянного / постоянного тока и внутренних инверторов постоянного / переменного тока. Основной принцип заключается в том, что постоянный ток низкого напряжения преобразуется в постоянный ток высокого напряжения с помощью технологии высокочастотного преобразования и проходит через схему инвертора промышленной частоты для преобразования в переменный ток 220 В.Такая структура обладает достоинствами простой схемы, небольшими потерями из-за инверторного источника питания без нагрузки, большой выходной мощностью, высокой эффективностью инверсии, высокой стабильностью и небольшими искажениями.

Основная схема солнечного инвертора на сетке представлена ​​на следующей схеме. Микросхема SPWM с двусторонним выходом, управляемая модулем DC / DC, генерирует сигналы PWM с переменной продолжительностью включения, чтобы управлять полярностью тиристора, который управляет подключением и отключением, и, в конечном итоге, управлять формой выходного сигнала.

  • Модули управления DC / DC инверторов для солнечных сетей

Микросхема управления ШИМ применяется исключительно для управления полевым МОП-транзистором с P-канальным питанием. Выходное управление основной микросхемы управления является двухтактным и может напрямую управлять МОП-транзистором. Он состоит из схемы блокировки по пониженному напряжению, схемы управления плавным пуском, защелок PWM. Помимо защиты от сверхтоков и регулировки частоты, он ограничивает максимальную продолжительность включения.Два выхода подключены к двум МОП-транзисторам для управления подключением и отключением. Чтобы повысить эффективность управления высокочастотным повышением постоянного / постоянного тока и повысить точность высокочастотной модуляции, для инвертора разработана схема обнаружения, которая определяет выходной ток и напряжение и обеспечивает обратную связь по ним. к управляющей микросхеме.

  • Модули управления DC / AC инверторов солнечной энергии в сети

Цепи определения напряжения и тока сети на инверторах

(1) Цепь обнаружения перехода через нуль для сетевых напряжений

Переменный ток, преобразованный солнечным инвертором, должен иметь идентичное напряжение и частоту, что и в электросети, перед подключением.Следовательно, выходное напряжение должно подвергаться фазовой автоподстройке. Выходное напряжение посылает сигналы через синусоидальные волны, в то время как управляющий чип может идентифицировать только сигналы уровня TTL. Необходимо преобразовать синусоидальные сигналы одной цепи в сигналы уровня TTL. Если обнаруживаемое напряжение сети превышает ноль, схема будет выдавать высокие электрические уровни. Схема обнаружения перехода через ноль электросети представлена ​​на следующей схеме.

Квадратные сигналы, принимаемые схемой обнаружения пересечения нуля электросети, передаются на вывод захвата микросхемы DSP через схему инвертирования Шмитта.Затем блок захвата запускает отключение и запускает фазовую синхронизацию после обнаружения увеличения.

(2) Цепь обнаружения переменного тока

В цепи обнаружения переменного тока используется датчик тока с обратной связью, как показано на следующей схеме. Переменный ток измеряется в гальванической развязке в соответствии с принципом замкнутого контура Холла. Когда переменный ток проходит через датчик, датчик преобразует электрические сигналы в сигналы напряжения и отправляет их в схему обработки сигналов.После обработки эти сигналы передаются на вывод микросхемы DSP. Схема обработки состоит из схемы RC-фильтра и двух групп интегральных схем развязки OPA.

Схема управления, схема сбора сигнала и схема возбуждения переключающей трубки солнечных инверторов на сетке нуждаются в разных адаптивных источниках питания. Таким образом, для питания этих цепей должен быть предусмотрен независимый источник питания. Напряжения проектируемых вспомогательных источников питания включают +15 В, -15 В и + 5 В.Принята топографическая структура постоянного / постоянного тока с односторонним обратным ходом, обеспечивающая стабильную и надежную работу. Основная схема вспомогательного источника питания приведена на следующей схеме.

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает доклады по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8 Выпуск 7, Июль 2021 г. Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 7, июль 2021 Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 7, июль 2021 Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 7, июль 2021 Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 7, июль 2021 Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 7, июль 2021 Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 7 (июль-2021)

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 7, июль 2021 Публикация продолжается...

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *