Circuito inversor de conexión a red casera de 100 VA a 1000 VA

Circuito inversor de conexión a red casera de 100 VA a 1000 VA

El siguiente concepto describe un circuito inversor de conexión a la red solar simple pero viable que puede modificarse adecuadamente para generar potencias de 100 a 1000 VA y más.

¿Qué es un inversor de conexión a red?

Es un sistema inversor diseñado para funcionar como un inversor ordinario que utiliza una potencia de entrada de CC, con la excepción de que la salida se realimenta a la red pública.

Esta energía adicional a la red puede estar destinada a contribuir a las demandas de energía cada vez mayores y también a generar un ingreso pasivo de la empresa de servicios públicos de acuerdo con sus términos (aplicable solo en países limitados).



Para implementar el proceso anterior, se garantiza que la salida del inversor esté perfectamente sincronizada con la energía de la red en términos de RMS, forma de onda, frecuencia y polaridad, para evitar comportamientos y problemas no naturales.

El concepto propuesto diseñado por mí es otro circuito inversor de conexión a la red (no verificado) que es incluso más simple y razonable que el diseño anterior .

El circuito se puede entender con la ayuda de los siguientes puntos:

Cómo funciona el circuito GTI

La red de CA del sistema de red se aplica a TR1, que es un transformador reductor.

TR1 baja la entrada de la red a 12V y la rectifica con la ayuda de la red puente formada por los cuatro diodos 1N4148.

El voltaje rectificado se usa para alimentar los circuitos integrados a través de los diodos 1N4148 individuales conectados a través de los pines relevantes de los circuitos integrados, mientras que los condensadores asociados de 100 uF se aseguran de que el voltaje se filtre adecuadamente.

El voltaje rectificado adquirido justo después del puente también se utiliza como entradas de procesamiento para los dos circuitos integrados.

Dado que la señal anterior (consulte la imagen de forma de onda n. ° 1) no está filtrada, consta de una frecuencia de 100 Hz y se convierte en la señal de muestra para procesar y permitir la sincronización requerida.

Primero se alimenta al pin # 2 de IC555 donde su frecuencia se usa para comparar con las ondas de diente de sierra (ver forma de onda # 2) a través del pin # 6/7 obtenido del colector del transistor BC557.

La comparación anterior permite al IC crear la salida PWM deseada en sincronización con la frecuencia de la red eléctrica.

La señal del puente también se alimenta al pin # 5 que fija el valor RMS del PWM de salida que coincide con precisión con la forma de onda de la cuadrícula (ver forma de onda # 3).

Sin embargo, en este punto, la salida del 555 es de baja potencia y necesita ser aumentada y también procesada para que se replique y genere ambas mitades de la señal de CA.

Para ejecutar lo anterior, el 4017 y se incorpora la etapa mosfet .

Los 100Hz / 120Hz del puente también son recibidos por el 4017 en su pin # 14, lo que significa que ahora su salida se secuenciaría y se repetiría desde el pin # 3 de regreso al pin # 3 de modo que los mosfets se conmuten en tándem y exactamente a la frecuencia de 50Hz, lo que significa que cada mosfet conduciría 50 veces por segundo, alternativamente.

Los mosfets responden a las acciones anteriores del IC4017 y generan el efecto push pull correspondiente sobre el transformador conectado que a su vez produce el voltaje de red de CA requerido en su devanado secundario.

Esto se puede implementar suministrando una entrada de CC a los mosftes desde una fuente renovable o una batería.

Sin embargo, el voltaje anterior sería una onda cuadrada ordinaria, que no corresponde a la forma de onda de la red, hasta que incluyamos la red que comprende los dos diodos 1N4148 conectados a través de las puertas de los mosfets y el pin n. ° 3 de IC555.

La red anterior corta las ondas cuadradas en las puertas de los mosftes con precisión con respecto al patrón PWM o, en otras palabras, talla las ondas cuadradas que coinciden exactamente con la forma de onda de CA de la cuadrícula, aunque en forma PWM (ver forma de onda # 4).

La salida anterior ahora se retroalimenta a la cuadrícula conforme a las especificaciones y patrones de la cuadrícula con precisión.

La salida de potencia se puede modificar desde 100 vatios a 1000 vatios o incluso más, dimensionando adecuadamente la CC de entrada, los mosfets y las clasificaciones del transformador.

El circuito inversor de conexión a la red solar discutido permanece operativo solo mientras la energía de la red esté presente, en el momento en que falla la red eléctrica, TR1 apaga las señales de entrada y todo el circuito se detiene, una situación que es estrictamente imperativa para el inversor de conexión a la red. sistemas de circuitos.

Diagrama de circuito

circuito GTI alimentado por energía solar

Imágenes de formas de onda asumidas

Algo no está bien en el diseño anterior

Según el Sr. Selim Yavuz, el diseño anterior tenía algunas cosas que parecían dudosas y necesitaban corrección, escuchemos lo que tenía que decir:

Hola Swag,

espero que estes bien.

Lo intenté tu circuito en una tabla de pan. Parece funcionar excepto la parte pwm. Por alguna razón, tengo una doble joroba pero no pwm real. ¿Podría ayudarme a entender cómo funciona 555 pwm? Noté que 2.2k y 1u crean una rampa de 10ms. Creo que la rampa debería ser mucho más rápida que eso, ya que la media onda es de 10 ms. Quizás me perdí algunas cosas.

Además, 4017 hace un trabajo limpio cambiando felizmente de un lado a otro. Cuando se enciende, el reloj de 100 hz hace que el contador siempre comience desde 0. ¿Cómo podemos asegurar que siempre esté en fase con la red?

Aprecio su ayuda e ideas.
Saludos,
Selim

Resolviendo el problema del circuito

Hola Selim,

Gracias por la actualización.
Tiene toda la razón, las ondas triangulares deberían tener una frecuencia mucho más alta en comparación con la entrada de modulación en el pin # 5.
Para esto, podríamos optar por un astable 555 IC separado de 300Hz (aproximadamente) para alimentar el pin2 del pwm IC 555.
Esto resolverá todos los problemas según yo.
El 4017 debe sincronizarse a través de 100 Hz recibidos desde el puente rectificador y su pin3, pin2 debe usarse para impulsar las puertas y el pin4 conectado al pin15. Esto asegurará una perfecta sincronización con la frecuencia de la red.
Saludos.

Diseño finalizado según la conversación anterior

Concepto de diseño de inversor de conexión a red (GTI) de 100 a 1 kva

El diagrama anterior se ha vuelto a dibujar a continuación con distintos números de pieza y notaciones de puentes.

solar GTI

ADVERTENCIA: LA IDEA SE BASA ÚNICAMENTE EN LA SIMULACIÓN IMAGINATIVA, SE RECOMIENDA ESTRICTAMENTE LA DISCRECIÓN DEL VISOR.

Un problema importante con el diseño anterior al que se enfrentaron muchos de los constructores fue el calentamiento de uno de los mosfets durante las operaciones de GTI. A continuación se presenta una posible causa y solución sugerida por el Sr. Hsen.

La corrección propuesta en la etapa de mosfet recomendada por el Sr. Hsen también se adjunta a continuación, con suerte, dichas modificaciones ayudarán a controlar el problema de forma permanente:

Hola señor. Swagatam:

Volví a ver tu diagrama y estoy firmemente convencido de que las puertas de los MOSFET alcanzarán una señal moduladora (HF PWM) y no una simple señal de 50 cs. Por eso insisto, hay que incorporar un driver más potente el CD4017, y la resistencia en serie debería ser de un valor mucho menor.

Otra cosa a tener en cuenta es que en la unión de la resistencia y la puerta no debería haber otro elemento añadido, y en este caso lo veo yendo a los diodos 555.

Porque esta puede ser la razón por la que uno de los MOFET calienta porque puede auto oscilar. Entonces creo que el mosfet se calienta porque está oscilando y no por el transformador de salida.

Disculpe, pero mi preocupación es que su proyecto tenga éxito porque me siento muy bien y no es mi intención criticar.

Afectuosamente tuyo, hsen

Controlador Mosfet mejorado

Según las sugerencias del Sr. Hsen, el siguiente búfer BJT podría emplearse para garantizar que los mosfets puedan trabajar con mayor seguridad y control.




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