Ein Netzwechselrichter funktioniert ähnlich wie ein herkömmlicher Wechselrichter, jedoch wird die von diesem Wechselrichter abgegebene Leistung mit dem Wechselstromnetz aus der Versorgungsnetzversorgung gespeist und verbunden.

Solange die Netzstromversorgung vorhanden ist, trägt der Wechselrichter seine Leistung zur vorhandenen Netzversorgung bei und stoppt den Prozess, wenn die Netzversorgung ausfällt.

Das Konzept

Das Konzept ist in der Tat sehr faszinierend, da es jedem von uns ermöglicht, ein Energieversorger zu werden. Stellen Sie sich vor, jedes Haus, das an diesem Projekt beteiligt ist, erzeugt überwältigende Mengen an Strom für das Netz, was wiederum eine passive Einkommensquelle für die beitragenden Wohnungen darstellt. Da der Input aus erneuerbaren Quellen stammt, wird das Einkommen absolut kostenlos.

“Carry-Look-Ahead-Addiererverzögerung ”

Die Herstellung eines Netzwechselrichters zu Hause wird als sehr schwierig angesehen, da das Konzept einige strenge Kriterien enthält, die zu beachten sind. Wenn diese nicht befolgt werden, kann dies zu gefährlichen Situationen führen.

Die wichtigsten Dinge, die beachtet werden müssen, sind:

Der Ausgang des Wechselrichters muss perfekt mit dem Netzwechselstrom synchronisiert sein.

Die oben erwähnte Ausgangsspannungsamplitude und -frequenz müssen alle den Netzwechselparametern entsprechen.

Der Wechselrichter sollte sofort ausschalten, falls die Netzspannung ausfällt.

In diesem Beitrag habe ich versucht, eine einfache Wechselrichterschaltung vorzustellen, die meiner Meinung nach alle oben genannten Anforderungen erfüllt und den erzeugten Wechselstrom sicher in das Netz einspeist, ohne gefährliche Situationen zu verursachen.

Schaltungsbetrieb

Versuchen wir, das vorgeschlagene Design (exklusiv von mir entwickelt) anhand der folgenden Punkte zu verstehen:

Wie immer steht unser bester Freund, der IC555, im Mittelpunkt der gesamten Anwendung. Tatsächlich könnte die Konfiguration nur aufgrund dieses ICs scheinbar so einfach werden.

In Bezug auf den Schaltplan sind IC1 und IC2 grundsätzlich als Spannungssynthesizer oder in bekannteren Begriffen als Pulspositionsmodulatoren verdrahtet.

Ein Abwärtstransformator TR1 wird hier verwendet, um die erforderliche Betriebsspannung an die IC-Schaltung zu liefern und um die Synchronisationsdaten an den IC zu liefern, damit dieser den Ausgang gemäß den Gitterparametern verarbeiten kann.

Pin Nr. 2 und Pin Nr. 5 der beiden ICs sind mit dem Punkt nach D1 bzw. über T3 verbunden, wodurch die Frequenzzähl- und Amplitudendaten des Netzes AC an die ICs geliefert werden.

Die obigen zwei Informationen, die den ICs zur Verfügung gestellt werden, veranlassen die ICs, ihre Ausgänge an den jeweiligen Pins gemäß diesen Informationen zu modifizieren.

Das Ergebnis des Ausgangs übersetzt diese Daten in eine gut optimierte PWM-Spannung, die sehr stark mit der Netzspannung synchronisiert ist.

IC1 wird zur Erzeugung positiver PWM verwendet, während IC2 negative PWMs erzeugt. Beide arbeiten zusammen und erzeugen den erforderlichen Push-Pull-Effekt über den Mosfets.

Die obigen Spannungen werden den jeweiligen Mosfets zugeführt, wodurch das obige Muster effektiv in einen hochstromschwankenden Gleichstrom über die betroffene Eingangswicklung des Aufwärtstransformators umgewandelt wird.

Der Ausgang des Transformators wandelt den Eingang in einen perfekt synchronisierten Wechselstrom um, der mit dem vorhandenen Netzwechselstrom kompatibel ist.

Schließen Sie eine 100-Watt-Lampe in Reihe mit einem der Drähte an, während Sie den TR2-Ausgang mit dem Netz verbinden. Wenn die Glühlampe leuchtet, bedeutet dies, dass die Wechselstromquellen außer Phase sind, vertauschen Sie die Verbindungen sofort. Jetzt sollte die Glühbirne aufhören zu leuchten, um eine ordnungsgemäße Synchronisation der Wechselstromquellen zu gewährleisten.

Das möchten Sie auch sehen vereinfachtes Design der Netzverbindungsschaltung

Angenommene PWM-Wellenform (unterer Trace) an den Ausgängen der ICs

Liste der Einzelteile

Alle Widerstände = 2K2
C1 = 1000 uF / 25 V.
C2, C4 = 0,47 uF
D1, D2 = 1N4007,
D3 = 10 A,
IC1,2 = 555
MOSFETS = NACH ANWENDUNGSDATEN.
TR1 = 0-12 V, 100 mA
TR2 = NACH ANWENDUNGSDATEN
T3 = BC547
INPUT DC = NACH ANWENDUNGSDATEN.

WARNUNG: Die Idee basiert ausschließlich auf einer einfallsreichen Simulation. Die Diskretion der Betrachter wird strikt empfohlen.

Nachdem ich von einem der Leser dieses Blogs, Herrn Darren, einen Korrekturvorschlag erhalten und einige Überlegungen angestellt hatte, stellte sich heraus, dass die oben genannte Schaltung viele Mängel aufwies und praktisch nicht funktionieren würde.

Das überarbeitete Design

Das überarbeitete Design wird unten gezeigt, was viel besser aussieht und eine realisierbare Idee ist.

Hier wurde ein einzelner IC 556 zum Erzeugen der PWM-Impulse eingebaut.
Eine Hälfte des IC wurde als Hochfrequenzgenerator zum Speisen der anderen Hälfte des IC konfiguriert, der als Impulsbreitenmodulator ausgelegt ist.

Die Abtastmodulationsfrequenz wird von TR1 abgeleitet, das dem IC die genauen Frequenzdaten liefert, so dass die PWM gemäß der Netzfrequenz perfekt dimensioniert sind.

Die hohe Frequenz stellt sicher, dass der Ausgang die obigen Modulationsinformationen präzise zerhacken und den Mosfets ein genaues RMS-Äquivalent des Netznetzes liefern kann.

Schließlich stellen die beiden Transistoren sicher, dass die Mosfets gemäß den 50- oder 60-Hz-Netzschwingungen niemals nur einzeln zusammen leiten.

Liste der Einzelteile

R1, R2, C1 = auswählen, um eine Frequenz von etwa 1 kHz zu erzeugen
R3, R4, R5, R6 = 1K
C2 = 1 nF
C3 = 100 uF / 25 V.
D1 = 10 Ampere Diode
D2, D3, D4, D5 = 1N4007
T1, T2 = gemäß Anforderung
T3, T4 = BC547
IC1 = IC 556
TR1, TR2 = wie im vorherigen Abschnitt vorgeschlagen

Die obige Schaltung wurde von Herrn Selim analysiert und er fand einige interessante Mängel in der Schaltung. Der Hauptfehler sind die fehlenden negativen PWM-Impulse der AC-Halbzyklen. Der zweite Fehler wurde bei den Transistoren festgestellt, die das Schalten der beiden Mosfets gemäß der eingespeisten 50-Hz-Rate nicht zu isolieren schienen.

Die obige Idee wurde von Herrn Selim modifiziert. Hier sind die Wellenformdetails nach den Modifikationen. Änderungen:

Wellenformbild:

CTRL ist das 100-Hz-Signal nach dem Gleichrichter, OUT ist von PWM aus beiden Halbwellen, Vgs sind die Gate-Spannungen der FETs, Vd ist der Aufnehmer an der Sekundärwicklung, der synchron mit CTRL / 2 ist.

Ignorieren Sie die Frequenzen, da sie aufgrund niedriger Abtastgeschwindigkeiten falsch sind (sonst wird es auf dem iPad zu langsam). Bei höheren Abtastfrequenzen (20 MHz) sieht die PWM ziemlich beeindruckend aus.

Um das Tastverhältnis auf 50% bei etwa 9 kHz festzulegen, musste ich eine Diode einsetzen.

“DC-AC-Wechselrichter Schaltplan pdf ”

Grüße,

Selim

Änderungen

Um die Erkennung der negativen Halbzyklen zu ermöglichen, muss der Steuereingang des IC mit beiden Halbzyklen des Wechselstroms gespeist werden. Dies kann durch Verwendung einer Brückengleichrichterkonfiguration erreicht werden.
So sollte die abgeschlossene Schaltung meiner Meinung nach aussehen.

Die Transistorbasis ist jetzt mit einer Zenerdiode verbunden, so dass die Transistoren hoffentlich die Mosfetleitung so isolieren können, dass sie als Reaktion auf die 50-Hz-Impulse an der Basis T4 abwechselnd leiten.

Letzte Updates von Herrn Selim

Hallo Swag,

Ich lese weiter deine Blogs und experimentiere weiter auf dem Steckbrett.
Ich habe versucht, den Zener-Dioden-Ansatz (kein Glück), CMOS-Gatter und, viel besser, Operationsverstärker haben am besten funktioniert. Ich habe 90VAC von 5VDC und 170VAC von 9VDC bei 50Hz. Ich glaube, es ist synchron mit dem Netz (kann nicht bestätigen, dass kein Oszilloskop vorhanden ist). Übrigens geht das Geräusch, wenn Sie es mit einer 0,15u-Kappe festklemmen. auf der Sekundärspule.

Sobald ich die Sekundärspule belastete, fällt ihre Spannung auf 0 VAC ab, wobei die Eingangs-Gleichstromverstärker nur geringfügig ansteigen. Die Mosfets versuchen nicht einmal, mehr Verstärker zu ziehen. Vielleicht könnten einige Mosfet-Treiber wie IR2113 (siehe unten) helfen?

Obwohl ich in Hochstimmung bin, habe ich das Gefühl, dass PWM möglicherweise nicht so einfach ist wie erhofft. Es ist definitiv gut, das Drehmoment von Gleichstrommotoren bei niedrigen PWM-Frequenzen zu steuern. Wenn das 50-Hz-Signal jedoch bei höheren Frequenzen unterbrochen wird, verliert es aus irgendeinem Grund die Leistung oder der PWMd-Mosfet kann nicht die erforderlichen hohen Ampere an der Primärspule liefern, um die 220 VAC unter Last zu halten.

Ich habe einen anderen Schaltplan gefunden, der sehr eng mit Ihrem verwandt ist, außer PWM. Vielleicht haben Sie diesen schon einmal gesehen.
Der Link befindet sich unter https: // www (Punkt) Electro-Tech-Online (Punkt) com / Alternative-Energie / 105324-Grid-Tie-Inverter-Schema-2-0-a.html

Die Stromversorgungsschaltung ist ein H-Laufwerk mit IGBTs (wir könnten stattdessen Mosfets verwenden). Es sieht so aus, als könnte es die Kraft über liefern.
Es sieht kompliziert aus, ist aber eigentlich nicht schlecht. Was denkst du? Ich werde versuchen, den Steuerkreis zu simulieren und Ihnen zu zeigen, wie er aussieht.
Grüße,

Selim

Von meinem iPad gesendet

Weitere Änderungen

Einige sehr interessante Modifikationen und Informationen wurden von Miss Nuvem, einer der engagierten Leserinnen dieses Blogs, zur Verfügung gestellt. Lassen Sie uns sie unten lernen:

Hallo Herr. Swagatam,

Ich bin Miss Nuvem und arbeite in einer Gruppe, die einige Ihrer Schaltkreise während einer Veranstaltung über nachhaltiges Leben in Brasilien und Katalonien baut. Sie müssen eines Tages besuchen.

Ich habe Ihren Grid-Tie-Wechselrichter-Schaltkreis simuliert und möchte einige Änderungen am letzten Design vorschlagen, das Sie auf Ihrem Beitrag hatten.

Erstens hatte ich Probleme, bei denen das PWM-Ausgangssignal (IC1 Pin 9) einfach ausblendete und aufhörte zu schwingen. Dies geschah immer dann, wenn die Steuerspannung an Pin 11 aufgrund des Abfalls über D4 höher als die Vcc-Spannung wurde. Meine Lösung bestand darin, zwei 1n4007-Dioden in Reihe zwischen dem Gleichrichter und der Steuerspannung hinzuzufügen. Sie können vielleicht mit nur einer Diode davonkommen, aber ich benutze zwei, nur um sicher zu gehen.

Ein weiteres Problem, das ich hatte, war, dass die Vgs für T1 und T2 nicht sehr symmetrisch waren. T1 war in Ordnung, aber T2 oszillierte nicht bis zu den Vcc-Werten, da T3 immer dann, wenn T3 eingeschaltet war, 0,7 V über T4 legte, anstatt R6 die Spannung hochziehen zu lassen. Ich habe dies behoben, indem ich einen 4,7-kOhm-Widerstand zwischen T3 und T4 gelegt habe. Ich denke, jeder höhere Wert funktioniert, aber ich habe 4,7 kOhm verwendet.

Ich hoffe das macht Sinn. Ich füge ein Bild der Schaltung mit diesen Modifikationen und den Simulationsergebnissen hinzu, die ich mit LTspice erhalte.
Wir werden für die nächste Woche an dieser und anderen Schaltungen arbeiten. Wir werden Sie auf dem Laufenden halten.

Herzliche Grüße.
Miss Cloud