Dunyodagi eng samarali tarmoqdan tashqari quyosh inverteri: 3 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:22

Quyosh energiyasi - bu kelajak. Panellar o'nlab yillar davom etishi mumkin. Aytaylik, sizda tarmoqdan tashqari quyosh tizimi mavjud. Sizda muzlatgich/muzlatish kamerasi va boshqa bir qancha narsalar bor. Siz energiyani tashlab yuborolmaysiz! Shunday qilib, sizning 6000 vattli quyosh panellaringiz, keyingi 40 yil davomida, masalan, AC rozetkasida 5200 vatt bo'lib qolsa, bu sharmandalik. Agar siz barcha transformatorlarni yo'q qila olsangiz nima bo'ladi, shuning uchun 6000 vattli sinus to'lqinli quyosh inverteri bir necha funtni tashkil qiladi? Agar siz barcha impuls kengligi modulyatsiyasini yo'q qilsangiz va tranzistorlarning minimal minimal almashinuviga ega bo'lsangiz va hali ham juda kichik umumiy harmonik buzilishlarga ega bo'lsangiz?

Buning uchun apparat juda murakkab emas. Sizga faqat 3 ta alohida H-ko'prigini mustaqil boshqarishi mumkin bo'lgan sxema kerak. Menda elektron sxemalar uchun materiallar ro'yxati, shuningdek, birinchi prototipim uchun dasturiy ta'minot va sxemalar/pcb bor. Agar siz menga [email protected] elektron pochta manziliga elektron pochta orqali xabar bersangiz, ular bepul mavjud. Men ularni bu erga biriktira olmayman, chunki ular kerakli ma'lumotlar formatida emas.. Sch va.pcb fayllarini o'qish uchun siz Designspark PCB -ni bepul yuklab olishingiz kerak bo'ladi.

Bu ko'rsatma asosan operatsiya nazariyasini tushuntiradi, shuning uchun siz H-ko'priklarini kerakli ketma-ketlikda almashtira olsangiz, buni ham qilishingiz mumkin.

Eslatma: Bu dunyodagi eng samarali ekanligini aniq bilmayman, lekin bu juda yaxshi bo'lishi mumkin (99,5% tepalik juda yaxshi) va u ishlaydi.

Ta'minot:

13, yoki 13*2, yoki 13*3, yoki 13*4,… 12V chuqurlikdagi batareyalar

3 ta H-ko'prigini mustaqil boshqarishi mumkin bo'lgan juda oddiy elektron sxemasi. Men prototip yasadim va PCB va sxemani baham ko'rishdan xursandman, lekin siz buni men qilganimdan boshqacha qilishingiz mumkin. Men, shuningdek, kimdir xohlasa, sotiladigan PCB ning yangi versiyasini tayyorlayapman.

1 -qadam: Operatsion nazariyasi

Siz -13, -12, -11,…, 11, 12, 13 tamsayılarini yaratish mumkinligini payqadingizmi?

A*1 + B*3 + C*9

bu erda A, B va C -1, 0 yoki +1 bo'lishi mumkinmi? Masalan, agar A = +1, B = -1, C = 1 bo'lsa, olasiz

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

Shunday qilib, biz qilishimiz kerak bo'lgan 3 ta batareyadan ajratilgan orollarni yaratishdir. Birinchi orolda sizda 12V kuchlanishli 9 ta batareya bor. Keyingi orolda sizda 12V kuchlanishli 3 ta batareya bor. Oxirgi orolda sizda 12V kuchlanishli batareya bor. Quyosh qurilmasida bu 3 ta alohida MPPT -ga ega bo'lishni anglatadi. (Men tez orada har qanday kuchlanish uchun arzon MPPT bo'yicha ko'rsatma olaman). Bu usulning almashinuvi.

To'liq ko'prikda +1 qilish uchun siz 1L, 1H, 2H va 2L ni yoqasiz.

To'liq ko'prikda 0 qilish uchun siz 1L, 1H, 2L va 2H ni yoqasiz.

To'liq ko'prikda -1 qilish uchun siz 1Hni, 1Lni, 2Lni va 2H ni yoqasiz.

1H deganda, men birinchi yuqori tomonli mosfetni nazarda tutyapman, 1L - bu past tomonli birinchi mosfet va boshqalar.

Sinus to'lqinini yaratish uchun siz H -ko'priklaringizni -13 dan +13 gacha va orqaga -13, +13 gacha, qayta -qayta o'zgartirasiz. Siz faqat -13, -12,…, +12, +13, +12, +11,…, -11, -12, -dan o'tish uchun o'tish vaqtining bajarilganligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. 1/60 sekundda 13 (Evropada 1/50 soniya!), Va siz holatlardagi o'zgarishlarni sinus to'lqin shakliga mos kelishi uchun qilishingiz kerak. Siz asosan 1 -o'lchamli legosdan sinus to'lqin qurmoqdasiz.

Bu jarayon aslida -40, -39,…, +39, +40 tamsayılarini yaratish uchun kengaytirilishi mumkin.

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

bu erda A, B, C va D -1, 0 yoki +1 bo'lishi mumkin. Bunday holda, siz 40 ta Nissan Leaf lityum batareyasini ishlatishingiz va 120vAC emas, 240vAC ishlab chiqarishingiz mumkin. Va bu holda, lego o'lchamlari ancha kichikroq. Siz sinus to'lqinda 27 ta emas, balki jami 81 ta qadam olasiz (-40,…, +40 vs -13, …, +13).

Ushbu parametr quvvat omiliga sezgir. Quvvat 3 orolga bo'linishi kuch omili bilan bog'liq. Bu 3 ta orol quyosh panelining har biri uchun qancha vatt ajratish kerakligiga ta'sir qilishi mumkin. Bundan tashqari, agar sizning kuch faktoringiz haqiqatan ham yomon bo'lsa, orol zaryaddan ko'ra ko'proq zaryad olishi mumkin. Shunday qilib, sizning kuch faktoringiz dahshatli emasligiga ishonch hosil qilish muhimdir. Buning uchun ideal holat cheksiz sig'imli 3 orol bo'ladi.

2 -qadam: Xo'sh, nega bu juda yomon hid?

Kommutatsiya chastotasi kulgili darajada sekin. 9 ta batareyani ketma-ket o'zgartiradigan H-ko'prigi uchun 1/60 soniyada atigi 4 holat o'zgaradi. 3 ta batareyani ketma-ket o'zgartiradigan H-bridge uchun 1/60 soniyada atigi 16 holat o'zgaradi. Oxirgi H-ko'prigi uchun 1/60 soniyada 52 ta holat o'zgaradi. Odatda, invertorda moskvalar 100 kGts yoki undan ham ko'proq o'zgaradi.

Keyinchalik, sizga mos keladigan batareyalarga mos keladigan mosfets kerak. Shunday qilib, bitta batareya H-ko'prigi uchun 40V mosfet xavfsizroq bo'ladi. U erda 40V MOSFET mavjud, ular 0,001 Ohmdan kam qarshilikka ega. 3 ta akkumulyatorli H-ko'prigi uchun siz 60v moskvalardan xavfsiz foydalanishingiz mumkin. 9 ta akkumulyatorli H-ko'prigi uchun siz 150V mosfetsdan foydalanishingiz mumkin. Ma'lum bo'lishicha, yuqori kuchlanishli ko'prik tez -tez o'chib turadi, bu esa yo'qotishlar nuqtai nazaridan juda zo'r.

Bundan tashqari, katta filtr induktorlari, transformatorlar va ular bilan bog'liq yadro yo'qotishlari va boshqalar yo'q.

3 -qadam: Prototip

Prototipimda dsPIC30F4011 mikrokontrolleridan foydalanardim. Bu asosan H-ko'priklarini boshqaradigan portlarni kerakli vaqtda o'zgartiradi. Berilgan kuchlanishni ishlab chiqarishda kechikish yo'q. Siz xohlagan kuchlanish 100 nanosaniyada mavjud. MOSFET zaxiralarini almashtirish uchun siz 12 vattli ajratilgan DC/DC-dan foydalanishingiz mumkin. Umumiy quvvat ko'rsatkichi 10 kVt atrofida va 6 yoki 7 kVt doimiy bo'lishi mumkin. Hamma narsaning umumiy qiymati bir necha yuz dollar.

Aslida, kuchlanishni ham tartibga solish mumkin. Aytaylik, 3 ta H -ko'prigini ketma -ket -13 dan +13 gacha ishlatish AC to'lqin shaklini juda katta qiladi. Siz faqat -12 dan +12 gacha yoki -11 dan +11 gacha yoki boshqasini ishlatishni tanlashingiz mumkin.

Osiloskop rasmidan ko'rinib turibdiki, men tanlagan holatni o'zgartirish vaqti sinus to'lqinni to'liq nosimmetrik qilmagan. Men to'lqin shaklining yuqori qismiga yaqin vaqtni biroz o'zgartirardim. Ushbu yondashuvning go'zalligi shundaki, siz xohlagan shakldagi AC to'lqin shaklini yasashingiz mumkin.

Bundan tashqari, 2 induktordan so'ng, har bir o'zgaruvchan tok liniyasining har birining chiqishida kichik induktor va, ehtimol, AC liniyalarining biridan ikkinchisiga kichik sig'imga ega bo'lish yomon fikr bo'lmasligi mumkin. Induktorlar joriy chiqishni biroz sekinroq o'zgartirishga imkon beradi, bu esa qurilmani haddan tashqari oqimdan himoya qilishda qisqa tutashuv sodir bo'lganda ishga tushish imkoniyatini beradi.

E'tibor bering, rasmlarning birida 6 ta og'ir sim bor. Ular 3 ta alohida batareya orollariga boradilar. Keyin 120vAC quvvatga ega bo'lgan 2 ta og'ir sim bor.