Circuito inversor trifásico simple

Circuito inversor trifásico simple

La publicación analiza cómo hacer un circuito inversor trifásico que se puede usar junto con cualquier circuito inversor de onda cuadrada monofásico ordinario. El circuito fue solicitado por uno de los lectores interesados ​​de este blog.


ACTUALIZAR : ¿Busca un diseño basado en Arduino? Puede encontrar este útil:

Inversor arduino trifásico




El concepto de circuito

Una carga trifásica se puede operar desde un inversor monofásico empleando las siguientes etapas del circuito explicadas.

Básicamente, las etapas involucradas se pueden dividir en tres grupos:

El primer diagrama a continuación muestra la etapa del generador PWM, se puede entender con los siguientes puntos:

El oscilador y el escenario PWM

El IC 4047 está cableado como estándar chanclas generador de salida a la tasa de la frecuencia de red deseada establecida por VR1 y C1.

El PWM dimensionado push-pull ahora está disponible en la unión E / C de los dos transistores BC547.
Este PWM se aplica a la entrada del generador trifásico explicado en la siguiente sección.

El siguiente circuito muestra un circuito generador trifásico simple que convierte la señal push-pull de entrada anterior en 3 salidas discretas, desfasadas en 120 grados.

Estas salidas se bifurcan aún más mediante etapas individuales de empujar y tirar hechas a partir de etapas de puertas NOT. Estos 3 PWMs push-pull discretos de 120 grados con desplazamiento de fase ahora se convierten en las señales de entrada de alimentación (HIN, LIN) para la etapa final del controlador trifásico que se explica a continuación.

Este generador de señales utiliza una fuente única de 12V y no una fuente doble.

La explicación completa se puede encontrar en este Artículo generador de señal trifásico

El circuito a continuación muestra una etapa de circuito inversor inversor trifásico que utiliza la configuración de mosfets de puente H que recibe los PWM de fase desplazada de la etapa anterior y los convierte en las correspondientes salidas de CA de alto voltaje para operar la carga trifásica conectada, normalmente esto sería un 3 motor de fase.

El alto voltaje 330 a través de las secciones de los controladores del mosfet individuales se obtiene de cualquier inversor monofásico estándar integrado en los drenajes mosfets mostrados para alimentar la carga trifásica deseada.

La etapa del controlador de puente completo trifásico

Circuito inversor trifásico efectivo simple

En lo de arriba Circuito generador trifásico (penúltimo diagrama) usar una onda sinusoidal no tiene sentido porque el 4049 finalmente la convertiría en ondas cuadradas y, además, los circuitos integrados del controlador en el último diseño emplean circuitos integrados digitales que no responderán a las ondas sinusoidales.

Por lo tanto, una mejor idea es utilizar un generador de señal de onda cuadrada trifásico para alimentar la última etapa del controlador.

Puede consultar el artículo que explica cómo hacer un circuito inversor solar trifásico para comprender los detalles de implementación y funcionamiento de la etapa del generador de señales trifásicas.

Utilizando IC IR2103

A continuación se puede estudiar una versión relativamente más simple del circuito inversor trifásico anterior, utilizando el controlador de medio puente IC IR2103 ICS. Esta versión carece de la función de apagado, por lo tanto, si no desea incorporar la función de apagado, puede probar el siguiente diseño más simple.

Inversor trifásico con IC IR2103 (S) PBF

Simplificando los diseños anteriores

En el circuito inversor trifásico explicado anteriormente, la etapa del generador trifásico parece innecesariamente compleja y, por lo tanto, decidí buscar una opción alternativa más fácil para reemplazar esta sección específica.

Después de buscar, encontré el siguiente circuito generador trifásico interesante que parece bastante fácil y directo con su configuración.

circuito generador trifásico de cambio de fase de 120 grados opamp

Por lo tanto, ahora puede simplemente reemplazar el IC 4047 explicado anteriormente y la sección opamp por completo e integrar este diseño con las entradas HIN, LIN del circuito controlador de 3 fases.

Pero recuerde que aún tendrá que usar las puertas N1 ---- N6 entre este nuevo circuito y el circuito de controlador de puente completo.

Hacer un circuito inversor solar trifásico

Hasta ahora hemos aprendido cómo hacer un circuito inversor trifásico básico, ahora veremos cómo se puede construir un inversor solar con una salida trifásica utilizando circuitos integrados y componentes pasivos muy comunes.

El concepto es básicamente el mismo, acabo de cambiar la etapa del generador trifásico para la aplicación.

Requisito básico del inversor

Para adquirir una salida CA trifásica de cualquier fuente monofásica o CC, necesitaríamos tres etapas fundamentales del circuito:

  1. Un circuito generador o procesador trifásico
  2. Un circuito de etapa de potencia del controlador de 3 fases.
  3. Un circuito convertidor elevador
  4. Panel solar (clasificado apropiadamente)

Para aprender a combinar un panel solar con batería e inversor, puede leer el siguiente tutorial:

Calcular paneles solares para inversores


Se puede estudiar un buen ejemplo en este artículo que explica un circuito inversor trifásico simple

En el presente diseño, nosotros también incorporamos estas tres etapas básicas, primero aprendamos sobre el circuito del procesador del generador trifásico de la siguiente discusión:

Oscilador de circuito convertidor trifásico basado en CD 4035

Cómo funciona

El diagrama de arriba muestra el circuito del procesador básico que parece complejo pero en realidad no lo es. El circuito se compone de tres secciones, el IC 555 que determina la frecuencia trifásica (50 Hz o 60 Hz), el IC 4035 que divide la frecuencia en las 3 fases requeridas separadas por un ángulo de fase de 120 grados.

R1, R2 y C deben seleccionarse adecuadamente para adquirir una frecuencia de 50 Hz o 60 Hz con un ciclo de trabajo del 50%.

Se pueden ver incorporados 8 números NO compuertas de N3 a N8 simplemente para dividir las tres fases generadas en pares de salidas lógicas altas y bajas.

Estas puertas NOT pueden adquirirse de dos circuitos integrados 4049.

Estos pares de salidas altas y bajas a través de las puertas NOT mostradas se vuelven esenciales para alimentar nuestra próxima etapa de potencia del controlador trifásico.

La siguiente explicación detalla el circuito del controlador del mosfet de energía solar trifásica

circuito inversor solar trifásico

Nota: El pin de apagado debe estar conectado a la línea de tierra si no se usa, de lo contrario el circuito no funcionará

Como se puede ver en la figura anterior, esta sección está construida a través de 3 circuitos integrados de controlador de medio puente separados que utilizan IRS2608, que están especializados para impulsar pares de mosfet de lado alto y lado bajo.

La configuración parece bastante sencilla, gracias a este controlador IC altamente sofisticado de International rectifier.

Cada etapa IC tiene sus propios pines de entrada HIN (entrada alta) y LIN (entrada baja) y también sus respectivos pines de alimentación Vcc / tierra.

Todos los Vcc deben unirse y conectarse con la línea de alimentación de 12V del primer circuito (pin4 / 8 de IC555), para que todas las etapas del circuito sean accesibles a la alimentación de 12V derivada del panel solar.

De manera similar, todos los pines y líneas de tierra deben convertirse en un riel común.

El HIN y LIN deben unirse con las salidas generadas desde las puertas NOT como se especifica en el segundo diagrama.

La disposición anterior se encarga del procesamiento y la amplificación de las 3 fases, sin embargo, dado que la salida de las 3 fases debe estar al nivel de la red y un panel solar podría tener una potencia nominal de 60 V como máximo, debemos tener una disposición que permita aumentar estos 60 bajos. panel solar de voltios al nivel requerido de 220V o 120V.

Uso del convertidor Flyback Buck / Boost basado en IC 555

Esto se puede implementar fácilmente a través de un simple circuito convertidor de refuerzo basado en 555 IC, como se puede estudiar a continuación:

convertidor flyback boost para inversor solar trifásico

Una vez más, la configuración mostrada del convertidor elevador de 60 V a 220 V no parece tan difícil y puede construirse utilizando componentes muy comunes.

El IC 555 está configurado como un astable con una frecuencia de aproximadamente 20 a 50 kHz. Esta frecuencia se alimenta a la puerta de un mosfet de conmutación a través de una etapa BJT push-pull.

El corazón del circuito de refuerzo se forma con la ayuda de un transformador de núcleo de ferrita compacto que recibe la frecuencia de conducción del mosfet y convierte la entrada de 60 V en la salida requerida de 220 V.

Este 220V DC finalmente se conecta con la etapa de controlador mosfet explicada anteriormente a través de los desagües de los mosfets trifásicos para lograr la salida trifásica de 220V.

El transformador de convertidor elevador se puede construir en cualquier conjunto de núcleo / bobina EE adecuado usando 1 mm 50 vueltas primario (dos cables magnéticos bifilares de 0,5 mm en paralelo) y secundario usando un cable magnético de 0,5 mm con 200 vueltas




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