Inverter inayofaa zaidi ya Gridi ya jua Ulimwenguni: Hatua 3 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Nguvu ya jua ni ya baadaye. Paneli zinaweza kudumu kwa miongo mingi. Wacha tuseme una mfumo wa jua wa gridi. Una jokofu / jokofu, na rundo la vitu vingine vya kukimbia kwenye kibanda chako kizuri cha mbali. Hauwezi kumudu kutupa nishati! Kwa hivyo, ni aibu wakati wati zako 6000 za paneli za jua zinaishia kama, tuseme, watt 5200 kwenye duka la AC kwa miaka 40 ijayo. Je! Ikiwa ungeweza kuondoa transfoma yote, kwa hivyo inverter ya jua ya mawimbi safi ya 6000 Watt ingekuwa na uzito wa pauni chache tu? Je! Ikiwa ungeweza kuondoa upimaji wote wa upana wa moyo, na uwe na ubadilishaji wa chini kabisa wa transistors, na bado uwe na upotoshaji mdogo kabisa wa harmonic?

Vifaa sio ngumu sana kwa hili. Unahitaji tu mzunguko ambao unaweza kudhibiti kwa uhuru madaraja 3 tofauti ya H. Nina muswada wa vifaa kwa mzunguko wangu, na programu na schematic / pcb ya mfano wangu wa kwanza. Hizo zinapatikana bure ikiwa unanitumia barua pepe kwa [email protected]. Sina uwezo wa kuziambatisha hapa kwani hazimo katika muundo wa data unaohitajika. Ili kusoma faili za.sch na.pcb, utahitaji kupakua Designspark PCB, ambayo ni bure.

Hii inaweza kufundishwa haswa kuelezea nadharia ya operesheni, kwa hivyo unaweza kuifanya pia kwa muda mrefu kama unaweza kubadilisha hizo H-madaraja katika mfuatano unaohitajika.

Kumbuka: Sijui kama hii ni bora zaidi ulimwenguni, lakini inaweza kuwa (99.5% kilele ni nzuri sana), na inafanya kazi.

Ugavi:

13, au 13 * 2, au 13 * 3, au 13 * 4,… 12v betri za mzunguko wa kina

Mzunguko wa msingi sana wa elektroniki ambao unaweza kudhibiti kwa uhuru madaraja 3 H. Nilitengeneza mfano, na ninafurahi kushiriki PCB na Mpangilio, lakini kwa kweli unaweza kuifanya tofauti na jinsi nilivyofanya. Pia ninaunda toleo jipya la PCB ambayo itauzwa ikiwa mtu yeyote anataka.

Hatua ya 1: Nadharia ya Uendeshaji

Je! Umewahi kugundua kuwa unaweza kutengeneza nambari -13, -12, -11,…, 11, 12, 13 kutoka

1 * B * 3 + C * 9

ambapo A, B, na C wanaweza kuwa -1, 0, au +1? Kwa mfano, ikiwa A = +1, B = -1, C = 1, unapata

+1*1 + -1*3 + 1*9 = 1 - 3 + 9 = +7

Kwa hivyo, tunachohitaji kufanya ni kutengeneza visiwa 3 pekee vya betri. Katika kisiwa cha kwanza, una betri 9 12v. Katika kisiwa kinachofuata una betri 3 12v. Katika kisiwa cha mwisho una betri 1 12v. Katika usanidi wa jua, hiyo inamaanisha pia kuwa na MPPT 3 tofauti. (Nitakuwa na fundable kwenye MPPT ya bei rahisi kwa voltage yoyote hivi karibuni). Hiyo ni biashara ya njia hii.

Ili kutengeneza +1 kwenye daraja kamili, unazima 1L, washa 1H, zima 2H, na uwashe 2L.

Ili kutengeneza 0 kwenye daraja kamili, unazima 1L, washa 1H, zima 2L, na uwashe 2H.

Ili kutengeneza -1 kwenye daraja kamili, unazima 1H, washa 1L, zima 2L, na uwashe 2H.

Kufikia 1H, ninamaanisha mosfet wa kwanza wa upande wa juu, 1L ni msikiti wa kwanza wa chini, nk.

Sasa, kutengeneza wimbi la sine, ubadilishe tu madaraja yako H kutoka -13 hadi +13, na urudi chini hadi -13, hadi +13, tena na tena. Unachohitaji kufanya ni kuhakikisha kuwa wakati wa ubadilishaji umefanywa ili uende kutoka -13, -12,…, +12, +13, +12, +11,…, -11, -12, - 13 kwa 1/60 sekunde (1/50 sekunde huko ulaya!), Na inabidi ufanye mabadiliko ya majimbo ili iweze kufanana na umbo la wimbi la sine. Kwa kweli unaunda wimbi la sine kutoka kwa legos ya saizi 1.

Utaratibu huu unaweza kupanuliwa ili uweze kutengeneza nambari -40, -39,…, +39, +40 kutoka

1 * B * 3 + C * 9 + D * 27

ambapo A, B, C, na D inaweza kuwa -1, 0, au +1. Katika kesi hiyo, unaweza kutumia jumla ya, sema, betri za lithiamu 40 za Nissan Leaf na utengeneze 240vAC badala ya 120vAC. Na katika kesi hiyo, ukubwa wa lego ni ndogo sana. Unapata jumla ya hatua 81 katika wimbi lako la sine katika kesi hii kuliko 27 tu (-40,…, +40 vs -13,…, +13).

Usanidi huu ni nyeti kwa sababu ya nguvu. Jinsi nguvu hugawanyika kati ya visiwa 3 inahusiana na sababu ya nguvu. Hiyo inaweza kuathiri watts ngapi unapaswa kuweka kando kwa kila moja ya paneli 3 za jua za kisiwa. Pia, ikiwa nguvu yako ya nguvu ni mbaya sana, inawezekana kisiwa kuwa, kwa wastani, inachaji zaidi ya kutoa. Kwa hivyo, ni muhimu kuhakikisha kuwa sababu yako ya nguvu sio ya kutisha. Hali nzuri kwa hii itakuwa visiwa 3 vya uwezo usio na kipimo.

Hatua ya 2: Kwa hivyo, kwanini hii inafurahisha sana?

Mzunguko wa kubadilisha ni polepole ujinga. Kwa daraja la H linalobadilisha betri 9 mfululizo, una mabadiliko 4 tu kwa sekunde 1/60. Kwa H-brirdge ambayo inabadilisha betri 3 kwa safu, una mabadiliko 16 tu ya serikali kwa sekunde 1/60. Kwa daraja la mwisho H, una mabadiliko 52 ya serikali kwa sekunde 1/60. Kawaida, katika inverter, moshi zinabadilika labda 100KHz au hata zaidi.

Ifuatayo, unahitaji tu mositi ambazo zimepimwa kwa betri zao. Kwa hivyo, kwa daraja moja H-daraja, mosfet 40v itakuwa salama zaidi. Kuna MOSVET 40v huko nje ambayo ina upinzani wa ON chini ya Ohms 0.001. Kwa daraja-3 la betri H, unaweza kutumia moshi 60v salama. Kwa daraja 9 H-daraja, unaweza kutumia moshi 150v. Inageuka kuwa daraja la juu la voltage hubadilisha mara nyingi, ambayo ni mbaya sana kwa sababu ya hasara.

Zaidi ya hayo, hakuna inductors kubwa za chujio, hakuna transfoma, na hasara za msingi zinazohusiana, nk.

Hatua ya 3: Mfano

Kwenye mfano wangu, nilitumia dsPIC30F4011 microcontroller. Kimsingi hubadilisha tu bandari zinazodhibiti madaraja ya H kwa wakati unaofaa. Hakuna bakia ya kuzalisha voltage iliyopewa. Voltage yoyote unayotaka inapatikana katika karibu nanoseconds 100. Unaweza kutumia DC / DC 12-watt pekee kwa kubadili vifaa vya MOSFET. Ukadiriaji wa jumla ya nguvu ni karibu kilele cha 10kW, na labda 6 au 7kw kuendelea. Gharama ya jumla ni dola mia chache kwa kila kitu.

Kwa kweli inawezekana kudhibiti voltage pia. Wacha tuseme kwamba kuendesha madaraja 3 H kwa safu kutoka -13 hadi +13 hufanya muundo wa wimbi la AC kuwa mkubwa sana. Unaweza kuchagua kukimbia kutoka -12 hadi +12 badala yake, au -11 hadi +11, au chochote.

Programu moja ambayo ningebadilisha ni, kama unaweza kuona kutoka kwenye picha ya oscilloscope, mabadiliko ya hali niliyochagua hayakufanya wimbi la sine kuwa linganifu kabisa. Napenda tu kurekebisha muda karibu na juu ya fomu ya wimbi kidogo. Uzuri wa njia hii ni, unaweza kutengeneza muundo wa mawimbi wa AC wa sura yoyote unayotaka.

Pia inaweza kuwa wazo mbaya kuwa na inductor ndogo kwenye pato la kila moja ya mistari 2 ya AC, na labda uwezo mdogo kutoka kwa moja ya laini za AC hadi nyingine, baada ya inductors 2. Wafanyabiashara wangeruhusu pato la sasa libadilike polepole zaidi, ikitoa vifaa vya ulinzi wa vifaa vya juu nafasi ya kusababisha tukio la mzunguko mfupi.

Angalia kuwa kuna waya 6 nzito katika moja ya picha. Wale huenda kwenye visiwa 3 tofauti vya betri. Halafu kuna waya 2 nzito ambazo ni za nguvu 120vAC.