Um inversor grid tie funciona como um inversor convencional, no entanto, a saída de energia desse inversor é alimentada e ligada à rede elétrica CA da rede elétrica.

Enquanto a alimentação CA da rede estiver presente, o inversor contribui com a sua energia para a rede da rede existente e interrompe o processo quando a alimentação da rede falha.

O conceito

O conceito é realmente muito intrigante, pois permite que cada um de nós se torne um contribuidor de energia elétrica. Imagine cada casa envolvida neste projeto para gerar quantidades avassaladoras de energia para a rede, que por sua vez fornece uma fonte de renda passiva para as residências contribuintes. Como o insumo é derivado de fontes renováveis, a receita torna-se absolutamente livre de custos.

“diferentes tipos de freios e suas aplicações ”

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

As principais coisas que devem ser observadas são:

A saída do inversor deve estar perfeitamente sincronizada com a rede CA.

A amplitude e frequência da tensão de saída, conforme mencionado acima, devem corresponder aos parâmetros CA da rede.

O inversor deve desligar instantaneamente no caso de falha de tensão da rede.

Nesta postagem, tentei apresentar um circuito inversor de rede simples que, de acordo com mim, cuida de todos os requisitos acima e entrega a CA gerada na rede com segurança, sem criar situações perigosas.

Operação de Circuito

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

Novamente, como de costume, nosso melhor amigo, o IC555 ocupa o centro do palco em toda a aplicação. Na verdade, somente por causa deste IC a configuração pode se tornar aparentemente muito simples.

Referindo-se ao diagrama de circuito, o IC1 e o IC2 são basicamente conectados como um sintetizador de voltagem ou, em termos mais familiares, como moduladores de posição de pulso.

Um transformador redutor TR1 é usado aqui para fornecer a tensão de operação necessária ao circuito IC, e também para fornecer os dados de sincronização ao IC, para que ele possa processar a saída de acordo com os parâmetros da rede.

Os pinos 2 e 5 de ambos os ICs são conectados ao ponto após D1 e via T3 respectivamente, o que fornece a contagem de frequência e os dados de amplitude da rede CA para os ICs, respectivamente.

As duas informações acima fornecidas aos ICs levam os ICs a modificar suas saídas nos respectivos pinos de acordo com essas informações.

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

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

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

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

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

Você também gostaria de ver isso projeto simplificado de circuito de amarração

Forma de onda PWM assumida (traço inferior) nas saídas dos ICs

Lista de Peças

Todos os resistores = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0,47uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10AMP,
IC1,2 = 555
MOSFETS = AS PER APLICATION SPECS.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = CONFORME ESPECIFICAÇÕES DE APLICAÇÃO
T3 = BC547
INPUT DC = CONFORME ESPECIFICAÇÕES DE APLICAÇÃO.

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

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

O Design Revisado

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

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

A frequência de modulação da amostra é derivada de TR1, que fornece os dados de frequência exatos para o IC, de modo que o PWM seja perfeitamente dimensionado de acordo com a frequência da rede.

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

Finalmente, os dois transistores garantem que os mosfets nunca conduzam juntos, em vez de apenas um de cada vez, de acordo com as oscilações de 50 ou 60 Hz da rede elétrica.

Lista de Peças

R1, R2, C1 = selecione para criar frequência de cerca de 1 kHz
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = diodo de 10 amperes
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = conforme o requisito
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = como sugerido no projeto da seção anterior

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

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

Imagem da forma de onda:

CTRL é o sinal de 100 Hz após o retificador, OUT é do PWM de ambas as ondas da metade, Vgs são as tensões de porta dos FETs, Vd é o pickup no enrolamento secundário, que em sincronia com CTRL / 2.

Desconsidere as frequências, pois elas estão incorretas devido às baixas velocidades de amostragem (caso contrário, ficará muito lento no ipad). Em frequências de amostragem mais altas (20 MHz), o PWM parece bastante impressionante.

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

“k mapa de produto de somas ”

Cumprimentos,

Selim

Modificações

Para permitir a detecção dos meios ciclos negativos, a entrada de controle do IC deve ser alimentada com os dois meios ciclos da CA, o que pode ser feito empregando uma configuração em ponte retificadora.
Veja como o circuito finalizado deve parecer, de acordo com mim.

A base do transistor agora está conectada a um diodo zener, de modo que permitiria que os transistores isolassem a condução do mosfet de forma que conduzam alternadamente em resposta aos pulsos de 50 Hz na base T4.

Atualizações recentes do Sr. Selim

Olá Swag,

Eu continuo lendo seus blogs e continuo experimentando no breadboard.
Eu tentei a abordagem de diodo zener (sem sorte), portas CMOS e, muito melhor, amplificadores operacionais funcionaram melhor. Eu tenho 90VAC de 5VDC e 170VAC de 9VDC a 50Hz, acredito que está em sincronia com a grade (não posso confirmar porque não há osciloscópio). Btw o ruído vai se você fixá-lo com uma tampa de 0,15u. na bobina secundária.

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

Embora bem-humorado, acho que PWM pode não ser tão direto quanto eu esperava. Definitivamente, é bom controlar o torque em motores cc em baixas frequências pwm. No entanto, quando o sinal de 50 Hz é cortado em frequências mais altas, ele por algum motivo perde energia ou o mosfet PWMd não pode fornecer os altos amperes necessários na bobina primária para manter o 220 VCA sob carga.

Eu encontrei outro esquema que está intimamente relacionado ao seu, exceto PWM. Você pode ter visto este antes.
O link está em https: // www (ponto) electro-tech-online (ponto) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

O circuito de manuseio de energia é um drive H com IGBTs (poderíamos usar mosfets no lugar). Parece que ele pode fornecer a força de todo.
Parece complicado, mas na verdade não é tão ruim, o que você acha? Vou tentar simular o circuito de controle e mostrar como ele se parece.
Cumprimentos,

Selim

Enviado do meu iPad

Outras Modificações

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

Olá sr. Swagatam,

Eu sou a Miss Nuvem e trabalho em um grupo que está construindo alguns de seus circuitos durante um evento sobre viver de forma sustentável no Brasil e na Catalunha. Você tem que visitar algum dia.

Estive simulando seu circuito inversor de rede e gostaria de sugerir algumas modificações no último projeto que você publicou em sua postagem.

Primeiro, eu estava tendo problemas onde o sinal de saída PWM (IC1 pino 9) simplesmente apagava e parava de oscilar. Isso acontecia sempre que a tensão de controle no pino 11 ficava mais alta do que a tensão Vcc devido à queda em D4. Minha solução foi adicionar dois diodos 1n4007 em série entre o retificador e a tensão de controle. Você pode conseguir se safar com apenas um diodo, mas estou usando dois apenas por segurança.

Outro problema que eu estava tendo era com os Vgs para T1 e T2 não sendo muito simétricos. T1 estava bem, mas T2 não estava oscilando até os valores de Vcc porque sempre que T3 estava ligado, ele colocava 0,7 V em T4 em vez de deixar R6 aumentar a tensão. Eu consertei isso colocando um resistor de 4,7 kohm entre T3 e T4. Acho que qualquer valor maior do que isso funciona, mas usei 4.7kohm.

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

Atenciosamente.
Miss Nuvem