Mạch biến tần hòa lưới (GTI) sử dụng SCR

Các khái niệm biến tần nối lưới có thể có vẻ phức tạp do có nhiều yếu tố quan trọng liên quan đến chúng, tuy nhiên với một số tư duy thông minh, nó có thể thực sự được triển khai bằng các công nghệ sơ khai. Một trong những ý tưởng đã được khám phá ở đây.

Giới thiệu

Một trong những độc giả quan tâm của blog này, ông RTO, đã đề xuất ý tưởng thảo luận về một mạch biến tần nối lưới đơn giản.

Hình ảnh do anh ấy gửi được hiển thị bên dưới. Trong hình ảnh đầu tiên, chúng ta tìm thấy sơ đồ mạch đơn giản bao gồm một biến áp bước xuống để dịch dữ liệu lưới, một mạch kích hoạt mosfet chấp nhận dữ liệu lưới và một biến áp nghịch lưu tương ứng được sử dụng để khuếch đại chuyển đổi DC của dữ liệu lưới từ mosfet mạng lưới.

Mạch GTI thông minh

Ý tưởng trông khá đơn giản và thực sự rất thông minh:

Biến áp bước xuống phía bên trái cấp điện áp chỉnh lưu nửa sóng tới các mosfet tương ứng bắt đầu dẫn đồng bộ với đầu vào lưới và chuyển đổi nguồn DC thành AC tương ứng qua máy biến áp nghịch lưu ở phía bên tay phải. Đầu ra từ máy biến áp nghịch lưu hiện là nguồn AC đồng bộ lưới cung cấp cho lưới điện với kết quả GTI dự kiến.

Ý tưởng đã được ông RTO thử nghiệm, nhưng ông phàn nàn về hiệu quả thấp hơn từ thiết bị.

Điều này có thể là do một vấn đề chính trong thiết kế, đó là không có dây 'trung tính' qua đầu ra của máy biến áp nghịch lưu.

Với thiết lập được hiển thị, đầu ra sẽ phản hồi với một hành động kéo qua thứ cấp của máy biến áp bên phải, có nghĩa là cả hai đầu sẽ trở nên 'HOT' hoặc 'LIVE' luân phiên trong quá trình hoạt động.
Lưới sẽ coi đây là 'ngắn' cho mỗi nửa chu kỳ đảo ngược từ máy biến áp, vì điện áp lưới luôn có một dây làm trung tính mà không bao giờ là đầu cuối 'TRỰC TIẾP'.

Chúng tôi không muốn điều này xảy ra.

Sử dụng máy biến áp trung tâm

Một giải pháp đơn giản là sử dụng cuộn dây ở tâm cho cuộn dây thứ cấp của máy biến áp nghịch lưu. Điều này sẽ làm cho trung tâm là dây 'chết' hoặc 'trung tính' so với các vòi bên ngoài của trafo. Vòi phía trên có thể được cấu hình với lưới điện trong khi vòi phía dưới để tải cân bằng hoặc cấp nguồn hiệu quả hơn về phía chính để sạc pin hoặc củng cố chính nguồn DC.

Quá trình thiết lập thử nghiệm của thiết kế trên có thể được chứng kiến ​​tại đây:

Một vấn đề khác có thể chuyển tiếp từ xa là sự dẫn truyền từ mosfet sẽ không theo cấp số nhân, thay vì là một sóng sinewave 'khó xử' và không thể nhận ra.

Các mosfet có thể được thay thế bằng SCR , như hình dưới đây. Điều này sẽ cho phép tạo ra một sóng sin hoàn hảo trên máy biến áp nghịch lưu và lưới điện.

Sử dụng SCR cho GTI

Một mạch biến tần hòa lưới được cải tiến nhiều bằng cách sử dụng khái niệm trên và SCR được hiển thị bên dưới. Ý tưởng trông đơn giản hóa rất nhiều và khá ấn tượng.

Đầu ra của bên phải và máy biến áp có thể được chuyển đổi thành cấu trúc liên kết vòi trung tâm, trong đó một nửa cuộn dây được tích hợp với lưới điện, trong khi nửa còn lại chịu tải cân bằng để vòi trung tâm được điều hòa thích hợp để trở thành trung tính cho hệ thống.

Tải cân bằng có thể được thay thế bằng mạch sạc để sạc pin biến tần, điều này sẽ củng cố đầu vào với nguồn điện bổ sung và nhiều thời gian dự phòng hơn.

SCR sẽ không chốt

Thoạt nhìn, có vẻ như các SCR sẽ được chốt vì một DC đang được sử dụng trên cực dương / cực âm của nó, tuy nhiên theo tôi thì điều đó sẽ không xảy ra, bởi vì cổng của SCR chịu một AC đảo chiều luân phiên sẽ ngăn SCR không bị chốt mỗi khi nguồn cấp AC cổng thay đổi cực của nó