Әлемдегі ең тиімді желілік күн инверторы: 3 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Күн энергиясы - болашақ. Панельдер ондаған жылдар бойы қызмет ете алады. Сізде желіден тыс күн жүйесі бар делік. Сізде тоңазытқыш/мұздатқыш бар және сіздің басқа қашықтағы кабинада жұмыс істейтін басқа да көптеген заттар бар. Сіз энергияны тастай алмайсыз! Осылайша, сіздің 6000 ватт күн панельдеріңіз келесі 40 жыл ішінде айнымалы ток розеткасында 5200 ватт болатын болса, ұят болады. Егер сіз барлық трансформаторларды жоя алатын болсаңыз, онда 6000 Вт таза синусонды күн инверторының салмағы бірнеше фунт болар еді? Егер сіз импульстің ені бойынша барлық модуляцияны жоя алсаңыз және транзисторлардың минималды ауысуына ие болсаңыз және әлі де гармоникалық бұрмаланудың өте аз болса?

Бұл үшін аппараттық құрал өте күрделі емес. Сізге 3 бөлек H көпірін дербес басқара алатын схема қажет. Менде схемаға арналған материалдар, сондай -ақ менің алғашқы прототипім үшін бағдарламалық қамтамасыз ету мен схема/компьютер бар. Егер сіз маған [email protected] электронды поштасына хат жазсаңыз, олар қол жетімді. Мен оларды осында тіркей алмаймын, себебі олар қажетті деректер форматында емес.. Sch және.pcb файлдарын оқу үшін сізге Designspark PCB тегін жүктелуі қажет.

Бұл нұсқаулық негізінен жұмыс теориясын түсіндіреді, сондықтан сіз H-көпірлерін қажетті тізбектерге ауыстыра аласыз.

Ескерту: Мен бұл әлемдегі ең тиімдісі екенін білмеймін, бірақ бұл өте жақсы болуы мүмкін (99,5% шыңы өте жақсы) және ол жұмыс істейді.

Жабдықтар:

13, немесе 13*2, немесе 13*3, немесе 13*4,… 12 в терең циклді батареялар

3 H-көпірін дербес басқара алатын өте қарапайым электронды схема. Мен прототип жасадым және ПХД мен схеманы бөлісуге қуаныштымын, бірақ сіз мұны мен жасағаннан басқаша жасай аласыз. Мен сонымен қатар ПХД -нің жаңа нұсқасын жасап жатырмын, егер ол қаласа сатылатын болады.

1 -қадам: Операция теориясы

Сіз -13, -12, -11,…, 11, 12, 13 бүтін сандарды құруға болатынын байқадыңыз ба?

A*1 + B*3 + C*9

мұнда A, B және C -1, 0 немесе +1 болуы мүмкін? Мысалы, егер A = +1, B = -1, C = 1 болса, сіз аласыз

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

Сонымен, біз батареялардың 3 оқшауланған аралын жасауымыз керек. Бірінші аралда сізде 12 вольтты 9 батарея бар. Келесі аралда сізде 12 вольтты 3 батарея бар. Соңғы аралда сізде 12 вольтты батарея бар. Күн қондырғысында бұл 3 бөлек MPPT бар екенін білдіреді. (Менде тез арада кез келген кернеу үшін арзан MPPT бойынша нұсқаулық болады). Бұл бұл әдістің айырбасы.

Толық көпірде +1 жасау үшін сіз 1Л өшіресіз, 1Н қосасыз, 2Н өшіресіз және 2Л қосасыз.

Толық көпірде 0 жасау үшін сіз 1Л өшіресіз, 1Н қосасыз, 2Л өшіресіз және 2Н қосасыз.

Толық көпірде -1 жасау үшін сіз 1Н өшіресіз, 1Л қосасыз, 2Л өшіресіз және 2Н қосасыз.

1H дегенде, мен бірінші бүйірлік мосфетті айтамын, 1L - бұл төменгі жағындағы бірінші мосфет және т.

Енді синусоидалық толқын жасау үшін сіз H -көпірлеріңізді -13 -тен +13 -ке дейін, -13 -ке +13 -ке дейін қайта -қайта ауыстырасыз. Сіз тек -13, -12,…, +12, +13, +12, +11,…, -11, -12, -дейін ауысу үшін уақыттың орындалғанына көз жеткізіңіз. 1/60 секундта 13 (еуропада 1/50 секунд!), Және сіз шын мәнінде синусоиданың пішініне сәйкес келетін күйлерді өзгертуіңіз керек. Сіз негізінен 1 өлшемді легостардан синусоидалы толқын жасайсыз.

Бұл процесті -40, -39,…, +39, +40 бүтін сандар шығара алатындай етіп кеңейтуге болады.

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

мұнда A, B, C және D -1, 0 немесе +1 болуы мүмкін. Бұл жағдайда сіз, айталық, 40 Nissan Leaf литий батареясын қолдана аласыз және 120vAC емес, 240vAC жасай аласыз. Және бұл жағдайда лего өлшемдері әлдеқайда аз. Бұл жағдайда синусикалық толқында 27 емес (81, -40,…, +40 -13,…, +13) 81 қадам бар.

Бұл параметр қуат факторына сезімтал. Қуаттың 3 аралға бөлінуі қуат факторымен байланысты. Бұл 3 аралдық күн батареяларының әрқайсысына қанша ватт бөлу керек екеніне әсер етуі мүмкін. Сондай -ақ, егер сіздің қуат коэффициентіңіз шынымен нашар болса, аралдың орташа зарядтаудан гөрі зарядталуы мүмкін. Сондықтан сіздің қуат факторыңыз қорқынышты емес екеніне көз жеткізу маңызды. Бұл үшін сыйымдылығы шексіз 3 арал болар еді.

2 -қадам: Ендеше, бұл неге сасық тиімді?

Коммутация жиілігі күлкілі түрде баяу. 9 аккумуляторды тізбектей ауыстыратын H-көпірі үшін 1/60 секундта 4 күй өзгерісі болады. 3 батареяны сериялы ауыстыратын H-бриджі үшін сізде 1/60 секунд ішінде 16 күй өзгерісі болады. Соңғы H-көпірінде 1/60 секундта 52 күй өзгерісі болады. Әдетте, инверторда москиттер 100 кГц немесе одан да көп ауысады.

Әрі қарай, сізге тек тиісті аккумуляторлар үшін есептелген мосфет қажет. Осылайша, бір аккумуляторлы H-көпір үшін 40В мосфет қауіпсіз болады. Қосылу коэффициенті 0,001 Ом -нан төмен 40В MOSFET бар. 3 аккумуляторлық H-көпірі үшін сіз 60В москиттерді қауіпсіз пайдалана аласыз. 9 аккумуляторлы H-көпірі үшін сіз 150 вольтты москиттерді қолдана аласыз. Көрсетілгендей, жоғары кернеулі көпір жиі ауысады, бұл жоғалту тұрғысынан өте жақсы.

Сонымен қатар, үлкен фильтрлік индукторлар, трансформаторлар және олармен байланысты ядролық шығындар және т.

3 -қадам: прототип

Менің прототипімде мен dsPIC30F4011 микроконтроллерін қолдандым. Ол негізінен H-көпірлерін басқаратын порттарды сәйкес уақытта ауыстырады. Берілген кернеуді генерациялаудың артта қалуы жоқ. Қажетті кернеу шамамен 100 наносекундта қол жетімді. MOSFET жабдықтарын ауыстыру үшін 12 1 ватт оқшауланған DC/DC пайдалануға болады. Жалпы қуаттылық 10 кВт шамасында, ал 6 немесе 7 кВт үздіксіз болуы мүмкін. Барлығы үшін жалпы құны бірнеше жүз доллар.

Кернеуді де реттеуге болады. Айтыңызшы, 3 -H көпірлерін -13 -тен +13 -ке дейін тізбектей қосу айнымалы токтың толқындық формасын тым үлкен етеді. Сіз оның орнына -12 -ден +12 -ге дейін, -11 -ден +11 -ге дейін немесе кез келгенін таңдауға болады.

Мен өзгертетін бағдарламалық жасақтаманың бірі - осциллографтың суретінен көріп тұрғаныңыздай, мен таңдаған күйдің өзгеру уақыты синусоиданы толық симметриялы етпеді. Мен толқын формасының жоғарғы жағындағы уақытты сәл ғана реттейтін едім. Бұл тәсілдің сұлулығы - сіз кез келген формадағы айнымалы токтың пішінін жасай аласыз.

Айнымалы токтың 2 желісінің әрқайсысының шығысында шағын индуктордың болуы, мүмкін, 2 индуктордан кейін айнымалы ток желілерінің бірінен екіншісіне сыйымдылығы аз болуы мүмкін. Индукторлар ағымдағы шығуды біршама баяу өзгертуге мүмкіндік береді, бұл аппараттық қорғаныстың қысқа тұйықталу жағдайында іске қосылу мүмкіндігін береді.

Назар аударыңыз, суреттердің бірінде 6 ауыр сым бар. Олар батареяның 3 бөлек аралына барады. Содан кейін 120vAC қуатына арналған 2 ауыр сымдар бар.