2 circuitos de conmutación de CA de red / inversor automático sencillo

2 circuitos de conmutación de CA de red / inversor automático sencillo

Me han planteado esta pregunta muchas veces en este blog, ¿cómo agregamos un interruptor selector de cambio para alternar automáticamente un inversor cuando la red de CA está presente y viceversa?

Y también el sistema debe permitir la conmutación automática del cargador de batería de modo que cuando haya una red de CA presente, la batería del inversor se cargue y cuando la red de CA falle, la batería se conecte con el inversor para suministrar CA a la carga.

Objetivo del circuito

La configuración debe ser tal que todo se lleve a cabo automáticamente y los aparatos nunca se apaguen, simplemente se reviertan de la CA del inversor a la CA de la red y viceversa durante las fallas de la red eléctrica y las restauraciones.



Así que aquí estoy con un par de pequeños módulos de ensamblaje de relés simples pero muy eficientes que hará todas las funciones anteriores sin informarle sobre las implementaciones, todo se hace de forma automática, silenciosa y con gran fluidez.

1) Cambio de batería del inversor

Mirando el diagrama podemos ver que la unidad requiere dos relés, sin embargo uno de ellos es un relé DPDT mientras que el otro es un relé SPDT ordinario.

La posición mostrada de los relés está en las direcciones N / C, lo que significa que los relés no están alimentados, lo que obviamente lo estará en ausencia de la entrada de CA de la red.

En esta posición, si miramos el relé DPDT, encontramos que está conectando la salida de CA del inversor a los aparatos a través de sus contactos N / C.

El relé SPDT inferior también está en una posición desactivada y se muestra que conecta la batería con el inversor para que el inversor permanezca operativo.

Ahora supongamos que se restablece la red de CA, esto alimentará instantáneamente el cargador de batería que ahora se vuelve operativo y suministra energía a la bobina del relé.

Los relés se activan instantáneamente y cambian de N / C a N / O, lo que inicia las siguientes acciones:

El cargador de batería se conecta con la batería y la batería comienza a cargarse.

La batería se desconecta del inversor y, por lo tanto, el inversor se inactiva y deja de funcionar.

Los electrodomésticos conectados se desvían instantáneamente de la CA del inversor a la CA de la red en una fracción de segundo, de modo que los electrodomésticos ni siquiera parpadean, dando la impresión de que no ha pasado nada y se mantienen operativos continuamente sin interrupciones.

A continuación se puede ver una versión completa de lo anterior:


2) Circuito inversor de red solar de 10KVA con protección de batería baja

En el segundo concepto a continuación, aprendemos cómo construir un circuito de cambio de inversor de red solar de 10 kva que también incluye una función de protección de batería baja. La idea fue solicitada por el Sr. Chandan Parashar.

Objetivos y requisitos del circuito

  1. Tengo un sistema de paneles solares con 24 Paneles de 24V y 250W conectados para generar una salida de 192V, 6000W y 24A. Está conectado a 10KVA, Inversor 180V que entrega la salida para impulsar mis electrodomésticos durante el día. Durante la noche, los electrodomésticos y el inversor funcionan con suministro de red.
  2. Le pido que tenga la amabilidad de diseñar un circuito que cambie la entrada del inversor de la red a la energía solar una vez que el panel comience a generar la energía y debería revertir nuevamente la entrada de la energía solar a la red una vez que caiga la oscuridad y disminuya la generación de energía solar.
  3. Por favor diseñe otro circuito que detecte la masa.
  4. Le pido que haga un circuito que detecte que la batería se está descargando por debajo de cierto valor de umbral, por ejemplo, 180 V (especialmente durante la temporada de lluvias) y debería cambiar la entrada de energía solar a red a pesar de que se está generando cierta cantidad de energía solar.

Diseñando el circuito

El circuito inversor automático solar / de red de 10kva con protección de batería baja que se solicita anteriormente se puede construir utilizando el concepto presentado en la siguiente figura:

Circuito inversor de red solar de 10 KVA con protección de batería baja

En este diseño que puede ser ligeramente diferente al solicitado, podemos ver una batería cargada por un panel solar a través de un circuito controlador MPPT.

El controlador solar MPPT carga la batería y también opera un inversor conectado a través de un relé SPDT para facilitar al usuario un suministro eléctrico gratuito durante el día.

Este relé SPDT que se muestra en el extremo derecho monitorea la condición de sobredescarga o la situación de bajo voltaje de la batería y desconecta el inversor y la carga de la batería cada vez que alcanza el umbral más bajo.

La situación de bajo voltaje podría tener lugar principalmente durante la noche cuando no hay suministro solar disponible y, por lo tanto, el N / C del relé SPDT está conectado con una fuente de suministro de adaptador AC / DC para que, en caso de que la batería esté baja durante la noche, la batería podría cargarse por el momento a través de la red eléctrica.

También se puede presenciar un relé DPDT conectado con el panel solar, y este relé se encarga del cambio de suministro de red para los electrodomésticos. Durante el día cuando el suministro solar está presente, el DPDT activa y conecta los aparatos con el suministro del inversor, mientras que durante la noche revierte el suministro a la red para ahorrar batería para una situación de respaldo por falla de red.

Circuito de conmutación de relé de UPS

El siguiente concepto intenta crear un circuito de cambio de relé simple con detector de cruce por cero que se puede utilizar en aplicaciones de cambio de inversor o UPS.

Esto podría usarse para conmutar la salida de la red de CA a la red del inversor durante condiciones de voltaje inadecuadas. La idea fue solicitada por el Sr. Deepak.

Especificaciones técnicas

Estoy buscando un circuito que comprenda el comparador (LM 324) para impulsar un relé. El objetivo de este circuito es:

1. Detecte el suministro de CA y encienda el relé cuando el voltaje esté entre 180-250V.

2. El relé debe encenderse después de 5 segundos.

3. El relé debe encenderse después de la detección de voltaje cero de la CA suministrada (detector de voltaje cero). Esto es para minimizar el arco en los contactos del relé.

4. Por último, y lo más importante, el tiempo de conmutación del relé debe ser inferior a 5 ms como lo hace un SAI normal fuera de línea.

5. Indicador LED para indicar el estado del relé.

La funcionalidad anterior se puede encontrar en el circuito de UPS, que es un poco complejo de entender, ya que UPS tiene muchos otros circuitos funcionales además de este. Así que estoy buscando un circuito separado más simple que solo funcione como se mencionó anteriormente. Ayúdame amablemente a construir el circuito.

Componente disponible y otros detalles:

Red AC = 220V

Batería = 12 V

Comparador = LM 324 o algo similar

Transistor = BC 548 o BC 547

Todo tipo de Zener está disponible

Todos los tipos de resistencias están disponibles

Gracias y un saludo,

Deepak

El diseño

Con referencia al circuito simple de conmutación de relés del SAI, el funcionamiento de las distintas etapas puede entenderse de la siguiente manera:

T1 forma el único componente del detector de cero y se activa solo cuando los semiciclos de la red de CA están cerca de los puntos de cruce que están por debajo de 0,6 V o por encima de -0,6 V.

Los semiciclos de CA se extraen básicamente de la salida del puente y se aplican a la base de T1.

A1 y A2 están dispuestos como comparadores para detectar el umbral de tensión de red más bajo y el umbral de red más alto, respectivamente.

En condiciones normales de voltaje, las salidas de A1 y A2 producen una lógica baja manteniendo T2 apagado y T3 encendido. Esto permite que el relé permanezca encendido alimentando los aparatos conectados a través de la tensión de red.

P1 se establece de tal manera que el voltaje en la entrada inversora de A1 sea un poco menor que la entrada no inversora establecida por R2 / R3, en caso de que el voltaje de la red caiga por debajo de los 180V especificados.

Cuando esto sucede, la salida de A1 pasa de baja a alta, lo que activa la etapa del controlador del relé y apaga el relé para el cambio previsto de la red al modo inversor.

Sin embargo, esto solo es posible cuando la red R2 / R3 recibe el potencial positivo requerido de T1, que a su vez tiene lugar solo durante los cruces por cero de las señales de CA.

R4 se asegura de que A1 no tartamudee en el punto de umbral cuando la tensión de red desciende por debajo de 180 V o la marca establecida.

A2 está configurado de forma idéntica a A1, pero está posicionado para detectar el límite de corte superior del voltaje de la red, que es 250V.

Nuevamente, la implementación de la conmutación de relé se ejecuta solo durante los pasos por cero de la red CA con la ayuda de T1.

Aquí, R8 hace el trabajo de enclavamiento momentáneo para garantizar una transición suave de la conmutación.

C2 y C3 proporcionan el lapso de tiempo requerido antes de que T2 pueda conducir completamente y encender el relé. Los valores pueden seleccionarse apropiadamente para lograr las longitudes de retardo deseadas.

Diagrama de circuito

Lista de piezas para el circuito de cambio de relé de UPS de paso por cero

  • R1 = 1k
  • R2, R3, R4, R6, R7, R8 = 100.000
  • P1, P2 = PREAJUSTE DE 10K
  • R5, R9 = 10 K
  • D3, D4 --- D10 = 1N4007
  • C1, C2 = 1000 uF / 25 V
  • T1 = BC557
  • T2 = BC547
  • Z1 = ZENER 3V
  • A1 / A2 = 1/2 IC LM324
  • RL / 1 = 12V, RELÉ SPSDT
  • TR / 1 = 0-12V TRANSFORMADOR PASO ABAJO



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