Một biến tần hòa lưới hoạt động khá giống như một biến tần thông thường, tuy nhiên sản lượng điện từ biến tần đó được cấp và gắn với nguồn điện xoay chiều từ nguồn cung cấp lưới điện tiện ích.

Miễn là có nguồn điện AC, biến tần sẽ đóng góp nguồn điện vào nguồn điện lưới hiện có và dừng quá trình khi nguồn điện lưới gặp sự cố.

Khái niệm

Khái niệm này thực sự rất hấp dẫn vì nó cho phép mỗi người trong chúng ta trở thành một người đóng góp năng lượng tiện ích. Hãy tưởng tượng mỗi ngôi nhà tham gia vào dự án này để tạo ra một lượng lớn điện năng cho lưới điện, từ đó mang lại nguồn thu nhập thụ động cho các khu dân cư đóng góp. Vì đầu vào được lấy từ các nguồn có thể tái tạo nên thu nhập trở nên hoàn toàn miễn phí.

“làm thế nào để chuyển đổi ac sang dc mà không cần máy biến áp ”

Chế tạo biến tần hòa lưới tại nhà được coi là rất khó vì khái niệm này bao gồm một số tiêu chí nghiêm ngặt cần tuân thủ, không tuân theo có thể dẫn đến các tình huống nguy hiểm.

Một số điều chính cần phải được quan sát là:

Đầu ra từ biến tần phải được đồng bộ hoàn hảo với điện lưới AC.

Biên độ và tần số điện áp đầu ra như đã đề cập ở trên đều phải tương ứng với thông số AC lưới.

Biến tần sẽ TẮT ngay lập tức trong trường hợp điện áp lưới bị lỗi.

Trong bài đăng này, tôi đã cố gắng trình bày một mạch biến tần hòa lưới đơn giản mà theo tôi đảm bảo được tất cả các yêu cầu trên và đưa dòng điện xoay chiều được tạo ra vào lưới điện một cách an toàn mà không tạo ra bất kỳ tình huống nguy hiểm nào.

Hoạt động mạch

Hãy cố gắng hiểu thiết kế được đề xuất (do tôi độc quyền phát triển) với sự trợ giúp của các điểm sau:

Một lần nữa, như thường lệ, người bạn tốt nhất của chúng tôi, IC555 chiếm vị trí trung tâm trong toàn bộ ứng dụng. Trong thực tế, chỉ vì vi mạch này mà cấu hình có thể trở nên rất đơn giản.

Đề cập đến sơ đồ mạch, về cơ bản IC1 và IC2 được nối dây như một bộ tổng hợp điện áp hoặc nói một cách quen thuộc hơn là một bộ điều chế vị trí xung.

Ở đây, một máy biến áp TR1 được sử dụng để cung cấp điện áp hoạt động cần thiết cho mạch IC và cũng như để cung cấp dữ liệu đồng bộ hóa cho IC, để nó có thể xử lý đầu ra phù hợp với các thông số lưới điện.

Chân số 2 và chân số 5 của cả hai IC được kết nối tương ứng với điểm sau D1 và qua T3, cung cấp dữ liệu về tần số và biên độ của lưới AC cho các IC tương ứng.

Hai thông tin trên được cung cấp cho các vi mạch sẽ nhắc các vi mạch sửa đổi các đầu ra của chúng tại các chân tương ứng phù hợp với các thông tin này.

Kết quả từ đầu ra chuyển dữ liệu này thành điện áp PWM được tối ưu hóa tốt, đồng bộ rất nhiều với điện áp lưới.

IC1 được sử dụng để tạo ra PWM tích cực, trong khi IC2 tạo ra PWM âm, cả hai hoạt động song song với nhau tạo ra hiệu ứng kéo đẩy cần thiết trên các mosfet.

Các điện áp trên được cấp cho các mosfet tương ứng, có hiệu quả chuyển đổi mẫu trên thành dòng điện một chiều dao động cao qua cuộn dây đầu vào máy biến áp bước lên liên quan.

Đầu ra của máy biến áp chuyển đổi đầu vào thành AC đồng bộ hoàn hảo, tương thích với AC lưới hiện có.

Trong khi kết nối đầu ra TR2 với lưới điện, hãy kết nối bóng đèn 100 watt nối tiếp với một trong các dây dẫn. Nếu bóng đèn phát sáng, có nghĩa là AC bị lệch pha, đảo ngược các kết nối ngay lập tức và bây giờ bóng đèn sẽ ngừng phát sáng để đảm bảo đồng bộ hóa thích hợp của AC.

Bạn cũng sẽ muốn xem cái này thiết kế mạch cột lưới đơn giản

Dạng sóng PWM giả định (dấu vết dưới cùng) tại các đầu ra của IC

Danh sách các bộ phận

Tất cả điện trở = 2K2
C1 = 1000uF / 25V
C2, C4 = 0,47uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10 giờ sáng,
IC1,2 = 555
MOSFETS = NHƯ THÔNG SỐ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG MỖI NGƯỜI.
TR1 = 0-12V, 100mA
TR2 = NHƯ MỖI THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ỨNG DỤNG
T3 = BC547
INPUT DC = NHƯ MỖI THÔNG SỐ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG.

CẢNH BÁO: Ý TƯỞNG ĐƯỢC DỰA VÀO MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG, PHÂN BIỆT NGƯỜI XEM LÀ NGHIÊM TÚC.

Sau khi nhận được đề xuất sửa chữa từ một trong những độc giả của blog này, ông Darren và một số suy ngẫm, nó cho thấy rằng mạch trên có nhiều sai sót và nó sẽ không thực sự hoạt động.

Thiết kế sửa đổi

Thiết kế sửa đổi được hiển thị bên dưới, trông đẹp hơn nhiều và là một ý tưởng khả thi.

Ở đây, một IC 556 duy nhất đã được kết hợp để tạo ra các xung PWM.
Một nửa của IC đã được cấu hình làm máy phát tần số cao để cấp nguồn cho nửa IC còn lại được thiết bị như một bộ điều chế độ rộng xung.

Tần số điều chế mẫu được lấy từ TR1, cung cấp dữ liệu tần số chính xác cho IC để PWM có kích thước hoàn hảo phù hợp với tần số nguồn.

Tần số cao đảm bảo đầu ra có thể cắt các thông tin điều chế ở trên chính xác và cung cấp cho các mosfet một RMS chính xác tương đương với nguồn lưới.

Cuối cùng, hai bóng bán dẫn đảm bảo rằng các mosfet không bao giờ dẫn điện cùng nhau thay vì chỉ một bóng bán dẫn tại một thời điểm, theo dao động nguồn 50 hoặc 60 Hz.

Danh sách các bộ phận

R1, R2, C1 = chọn để tạo tần số xung quanh 1 kHz
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1nF
C3 = 100uF / 25V
D1 = 10 amp diode
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = theo yêu cầu
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = như được đề xuất trong thiết kế phần trước

Mạch trên đã được ông Selim phân tích và ông đã tìm ra một số sai sót thú vị trong mạch. Lỗ hổng chính là thiếu xung PWM âm của nửa chu kỳ AC. Lỗi thứ hai được phát hiện với các bóng bán dẫn dường như không cách ly việc chuyển đổi của hai mosfet theo tốc độ 50 Hz được đưa vào.

Ý tưởng trên đã được sửa đổi bởi ông Selim, sau đây là các chi tiết dạng sóng sau khi sửa đổi. sửa đổi:

Hình ảnh dạng sóng:

CTRL là tín hiệu 100 Hz sau bộ chỉnh lưu, OUT là từ PWM từ cả hai nửa sóng, Vgs là điện áp cổng của FETs, Vd là mức thu trên cuộn thứ cấp, đồng bộ với CTRL / 2.

Bỏ qua các tần số vì chúng không chính xác do tốc độ lấy mẫu thấp (nếu không, nó sẽ quá chậm trên ipad). Ở tần số lấy mẫu cao hơn (20Mhz), PWM trông khá ấn tượng.

Để sửa chu kỳ nhiệm vụ thành 50% ở xung quanh 9kHz, tôi đã phải đặt một diode vào.

“mạch phát và thu sợi quang ”

Trân trọng,

Selim

Sửa đổi

Để cho phép phát hiện các nửa chu kỳ âm, đầu vào điều khiển của IC phải được cấp nguồn cho cả hai nửa chu kỳ của AC, điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng cấu hình chỉnh lưu cầu.
Theo tôi, đây là cách mạch phân tích sẽ trông như thế nào.

Đế bóng bán dẫn hiện được kết nối với một diode zener để hy vọng có thể cho phép các bóng bán dẫn cô lập sự dẫn truyền mosfet để chúng dẫn luân phiên đáp ứng với các xung 50 Hz ở chân đế T4.

Cập nhật gần đây từ ông Selim

Xin chào Swag,

Tôi tiếp tục đọc blog của bạn và tiếp tục thử nghiệm trên breadboard.
Tôi đã thử cách tiếp cận zener-diode (không may mắn), cổng CMOS và tốt hơn nhiều, op-amps hoạt động tốt nhất. Tôi đã nhận 90VAC ra khỏi 5VDC và 170VAC từ 9VDC ở 50Hz, tôi tin rằng nó đồng bộ với lưới điện (không thể xác nhận là không có máy hiện sóng). Btw sẽ có tiếng ồn nếu bạn kẹp nó với nắp 0,15u. trên cuộn thứ cấp.

Ngay sau khi tôi đặt tải vào cuộn dây thứ cấp, điện áp của nó giảm xuống 0VAC với chỉ tăng nhẹ amps DC đầu vào. Các Mosfets thậm chí không cố gắng vẽ thêm amps. Có lẽ một số trình điều khiển mosfet như IR2113 (xem bên dưới) có thể giúp đỡ?

Mặc dù với tinh thần rất cao, tôi cảm thấy rằng PWM có thể không tiến thẳng như mong đợi. Nó chắc chắn là tốt để kiểm soát mô-men xoắn trên động cơ một chiều ở tần số pwm thấp. Tuy nhiên, khi tín hiệu 50 Hz bị cắt ở tần số cao hơn, vì lý do nào đó nó bị mất điện hoặc MOSFET PWMd không thể cung cấp các ampe cao cần thiết trên cuộn dây chính để giữ cho 220VAC tiếp tục hoạt động.

Tôi đã tìm thấy một giản đồ khác có liên quan rất chặt chẽ với của bạn, ngoại trừ PWM. Bạn có thể đã thấy cái này trước đây.
Liên kết có trên https: // www (dot) electro-tech-online (dot) com / alternative-energy / 105324-grid-tie-inverter-schematic-2-0-a.html

Mạch xử lý nguồn là một ổ H với IGBT (chúng ta có thể sử dụng các mosfet để thay thế). Có vẻ như nó có thể cung cấp sức mạnh trên toàn bộ.
Nhìn thì có vẻ phức tạp nhưng thực ra không quá tệ, bạn nghĩ sao? Tôi sẽ cố gắng mô phỏng mạch điều khiển và cho bạn biết nó trông như thế nào.
Trân trọng,

Selim

Được gửi từ iPad của tôi

Các sửa đổi bổ sung

Một số sửa đổi và thông tin rất thú vị đã được cung cấp bởi Miss Nuvem, một trong những độc giả tận tâm của blog này, hãy cùng tìm hiểu chúng dưới đây:

Chào ông. Swagatam,

Tôi là Miss Nuvem và tôi đang làm việc trong một nhóm đang xây dựng một số mạch của bạn trong một sự kiện về cuộc sống bền vững ở Brazil và Catalonia. Bạn phải đến thăm một ngày nào đó.

Tôi đang mô phỏng Mạch Biến tần Grid-Tie của bạn và tôi muốn đề xuất một vài sửa đổi cho thiết kế cuối cùng mà bạn có trên bài đăng của mình.

Đầu tiên, tôi gặp sự cố trong đó tín hiệu đầu ra PWM (IC1 chân 9) sẽ trống rỗng và ngừng dao động. Điều này xảy ra bất cứ khi nào điện áp Điều khiển ở chân 11 sẽ cao hơn điện áp Vcc do sự sụt giảm trên D4. Giải pháp của tôi là thêm hai điốt 1n4007 mắc nối tiếp giữa bộ chỉnh lưu và điện áp điều khiển. Bạn có thể thoát khỏi chỉ với một diode, nhưng tôi đang sử dụng hai chỉ để an toàn.

Một vấn đề khác mà tôi gặp phải là Vgs cho T1 và T2 không đối xứng lắm. T1 vẫn ổn, nhưng T2 không dao động hết mức đến giá trị Vcc vì bất cứ khi nào T3 bật, nó đang đặt 0,7V qua T4 thay vì để R6 kéo điện áp lên. Tôi đã sửa lỗi này bằng cách đặt một điện trở 4,7kohm giữa T3 và T4. Tôi nghĩ rằng bất kỳ giá trị nào cao hơn giá trị đó đều hoạt động, nhưng tôi đã sử dụng 4,7kohm.

Tôi hy vọng điều này có ý nghĩa. Tôi đính kèm hình ảnh của mạch với các sửa đổi này và kết quả mô phỏng mà tôi nhận được với LTspice.
Chúng tôi sẽ làm việc trên mạch này và các mạch khác trong tuần tới. Chúng tôi sẽ tiếp tục cập nhật.

Trân trọng.
Miss Cloud