Աշխարհի ամենաարդյունավետ անջատված արևային ինվերտոր. 3 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Արևային էներգիան ապագան է: Վահանակները կարող են տևել շատ տասնամյակներ: Ենթադրենք, դուք ունեք անջատված արեգակնային համակարգ: Դուք ունեք սառնարան/սառնարան և մի շարք այլ իրեր ՝ ձեր գեղեցիկ հեռավոր տնակում աշխատելու համար: Դուք չեք կարող ձեզ թույլ տալ էներգիան նետել: Այսպիսով, ամոթ է, երբ ձեր 6000 վտ հզորությամբ արևային վահանակները հաջորդ 40 տարիների ընթացքում ավարտվում են, ասենք, 5200 վտ հոսանքի հոսանքի հոսանքով: Ի՞նչ կլիներ, եթե դուք կարողանայիք վերացնել բոլոր տրանսֆորմատորները, այնպես որ 6000 Վտ մաքուր սինուս ալիքի արևային ինվերտորը կշռեր ընդամենը մի քանի ֆունտ: Ի՞նչ կլիներ, եթե կարողանայիք վերացնել զարկերակի լայնության բոլոր մոդուլյացիաները և ունենալ տրանզիստորների բացարձակ նվազագույն անջատում, և այնուամենայնիվ, ունենալ չափազանց փոքր ընդհանուր ներդաշնակ խեղաթյուրում:

Սարքավորումը դրա համար շատ բարդ չէ: Ձեզ պարզապես անհրաժեշտ է միացում, որը կարող է ինքնուրույն վերահսկել 3 առանձին H- կամուրջներ: Ես ունեմ մի շարք նյութեր իմ սխեմայի համար, ինչպես նաև ծրագրակազմ և իմ առաջին նախատիպի սխեմատիկ/pcb: Դրանք ազատորեն հասանելի են, եթե ինձ նամակ ուղարկեք [email protected] հասցեին: Ես չեմ կարող դրանք կցել այստեղ, քանի որ դրանք անհրաժեշտ տվյալների ձևաչափում չեն:. Sch և.pcb ֆայլերը կարդալու համար անհրաժեշտ է ներբեռնել Designspark PCB- ն, որն անվճար է:

Այս հրահանգը հիմնականում կբացատրի շահագործման տեսությունը, այնպես որ կարող եք դա անել այնքան ժամանակ, քանի դեռ կարող եք այդ H- կամուրջները միացնել անհրաժեշտ հաջորդականությամբ:

Նշում. Ես հստակ չգիտեմ, արդյոք սա աշխարհում ամենաարդյունավետն է, բայց դա շատ լավ կարող է լինել (99.5% գագաթը բավականին լավ է), և այն աշխատում է:

Պարագաներ:

13, կամ 13*2, կամ 13*3, կամ 13*4,… 12 վ խորքային ցիկլով մարտկոցներ

Շատ հիմնական էլեկտրոնային միացում, որը կարող է ինքնուրույն վերահսկել 3 H- կամուրջ: Ես պատրաստել եմ նախատիպ և ուրախ եմ կիսել PCB- ն և Schematic- ը, բայց դուք, անշուշտ, կարող եք դա անել այլ կերպ, քան ես դա արել եմ: Ես նաև պատրաստում եմ PCB- ի նոր տարբերակ, որը կվաճառվի, եթե որևէ մեկը դա ցանկանա:

Քայլ 1. Գործողության տեսություն

Երբևէ նկատե՞լ եք, որ կարող եք գեներացնել -13, -12, -11,…, 11, 12, 13 ամբողջ թվերը

A*1 + B*3 + C*9

որտեղ A, B և C կարող են լինել -1, 0 կամ +1: Օրինակ, եթե A = +1, B = -1, C = 1, կստանաք

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

Այսպիսով, այն, ինչ մենք պետք է անենք, մարտկոցների 3 մեկուսացված կղզի պատրաստելն է: Առաջին կղզում դուք ունեք 9 12 վ մարտկոց: Հաջորդ կղզում դուք ունեք 3 12 վ մարտկոց: Վերջնական կղզում դուք ունեք 1 12 վ մարտկոց: Արևային համակարգում դա նշանակում է ունենալ նաև 3 առանձին MPPT: (Շատ շուտով ես կունենամ էժան MPPT- ի վերաբերյալ ուսուցում ցանկացած լարման համար): Սա այս մեթոդի փոխանակում է:

Լիարժեք կամրջի վրա +1 կատարելու համար անջատում եք 1 լ, միացնում 1 հ, անջատում 2 հ և միացնում 2 լ:

Լիարժեք կամրջի վրա 0 դարձնելու համար դուք անջատում եք 1 լ, միացնում 1 հ, անջատում 2 լ և միացնում 2 հ:

Լրիվ կամրջի վրա -1 դարձնելու համար անջատում եք 1H- ը, միացնում եք 1L- ը, անջատում եք 2L- ը և միացնում եք 2H:

1H ասելով, ես նկատի ունեմ առաջին բարձր կողմի մոսֆեթը, 1 Լ -ն առաջին ցածր կողմի մոսֆեթն է և այլն…

Այժմ, սինուսային ալիք ստեղծելու համար, պարզապես H- կամուրջները փոխեք -13 -ից մինչև +13, և կրկին իջեք -13 -ի, մինչև +13, անընդհատ ու կրկին: Մնում է միայն համոզվել, որ միացման ժամանակը կատարվում է այնպես, որ -13, -12,…, +12, +13, +12, +11,…, -11, -12, - 13 1/60 վայրկյանում (1/50 վայրկյան Եվրոպայում!), Եվ դուք պարզապես պետք է կատարեք վիճակների փոփոխություններ այնպես, որ այն իրականում համապատասխանի սինուսային ալիքի ձևին: Դուք հիմնականում սինուսային ալիք եք կառուցում 1 չափսի լեգոներից:

Այս գործընթացը կարող է իրականում երկարաձգվել, որպեսզի կարողանաք գեներացնել -40, -39,…, +39, +40 ամբողջ թվերը

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

որտեղ A, B, C և D կարող են լինել -1, 0 կամ +1: Այդ դեպքում դուք կարող եք օգտագործել ընդհանուր առմամբ, ասենք, 40 Nissan Leaf լիթիումի մարտկոցներ և արտադրել 240vAC, այլ ոչ թե 120vAC: Եվ այդ դեպքում լեգոյի չափսերը շատ ավելի փոքր են: Այս դեպքում ձեր սինուսային ալիքում ստանում եք 81 քայլ, այլ ոչ թե ընդամենը 27 (-40,…, +40 vs -13,…, +13):

Այս կարգավորումը զգայուն է հզորության գործոնի նկատմամբ: 3 կղզիների միջև էներգիայի բաժանումը կապված է էներգիայի գործոնի հետ: Դա կարող է ազդել, թե քանի վտ պետք է հատկացնեք 3 կղզու արևային վահանակներից յուրաքանչյուրի համար: Բացի այդ, եթե ձեր հզորության գործոնն իսկապես վատ է, ապա հնարավոր է, որ կղզին միջինում ավելի շատ լիցքավորվի, քան լիցքաթափվելը: Այսպիսով, կարևոր է համոզվել, որ ձեր հզորության գործոնը սարսափելի չէ: Դրա համար իդեալական իրավիճակ կլիներ անսահմանափակ հզորության 3 կղզյակ:

Քայլ 2: Այսպիսով, ինչու՞ է սա այդքան գարշահոտ արդյունավետ:

Անցման հաճախականությունը ծիծաղելիորեն դանդաղ է: H- կամրջի համար, որը միացնում է 9 մարտկոցը անընդմեջ, 1/60 վայրկյանում ունենում եք ընդամենը 4 վիճակի փոփոխություն: H-brirdge- ի համար, որը միացնում է 3 մարտկոցը անընդմեջ, 1/60 վայրկյանում ունենում եք ընդամենը 16 վիճակի փոփոխություն: Վերջին H կամրջի համար դուք ունեք 52 վիճակի փոփոխություն 1/60 վայրկյանում: Սովորաբար, inverter- ում mosfets- ը անցնում է գուցե 100KHz կամ նույնիսկ ավելի:

Հաջորդը, ձեզ հարկավոր են միայն mosfets, որոնք գնահատված են իրենց համապատասխան մարտկոցների համար: Այսպիսով, մեկ մարտկոցի H-Bridge- ի համար 40 վ լամպը ավելի քան անվտանգ կլինի: Կան 40v MOSFET- ներ, որոնց միացման դիմադրությունը 0.001 Օմ -ից պակաս է: 3 մարտկոցով H- կամրջի համար կարող եք ապահով օգտագործել 60 վ լամպեր: 9 մարտկոցի H- կամրջի համար կարող եք օգտագործել 150 վ լամպեր: Ստացվում է, որ ավելի բարձր լարման կամուրջը փոխվում է ամենաքիչ հաճախ, ինչը կորուստների առումով շատ սերենդիտոտ է:

Ավելին, չկան զտիչի մեծ ինդուկտորներ, տրանսֆորմատորներ և դրա հետ կապված հիմնական կորուստներ և այլն…

Քայլ 3: Նախատիպը

Իմ նախատիպի վրա ես օգտագործեցի dsPIC30F4011 միկրոկոնտրոլերը: Հիմնականում այն պարզապես փոխում է նավահանգիստները, որոնք վերահսկում են H- կամուրջները համապատասխան պահին: Տվյալ լարման առաջացման հետաձգում չկա: Voltageանկացած լարումը հասանելի է մոտ 100 նանովայրկյանում: MOSFET- ի մատակարարումները փոխելու համար կարող եք օգտագործել 12 1 վտ մեկուսացված DC/DC: Ընդհանուր էներգիայի գնահատականը մոտ 10 կՎտ պիկ է, և գուցե 6 կամ 7 կՎտ շարունակական: Ընդհանուր արժեքը մի քանի հարյուր դոլար է ամեն ինչի համար:

Իրականում հնարավոր է նաև կարգավորել լարումը: Ասենք, որ 3 H- կամուրջները շարքով վազելով -13 -ից +13 -ը AC ալիքի ձևը չափազանց մեծ է դարձնում: Դուք կարող եք պարզապես գործարկել -12 -ից +12 -ի փոխարեն, կամ -11 -ից +11, կամ որևէ այլ բան:

Softwareրագրային ապահովման մի բան, որը ես կփոխեի, այն է, որ ինչպես տեսնում եք տատանումների նկարից, իմ ընտրած վիճակի փոփոխման ժամանակը սինուս ալիքը բոլորովին համաչափ չէր դարձնում: Ես պարզապես մի փոքր կկարգավորեի ալիքի ձևի գագաթին մոտ գտնվող ժամանակը: Այս մոտեցման գեղեցկությունն այն է, որ դուք կարող եք կատարել ցանկացած ձևի AC ալիքի ձև:

Նաև կարող է վատ գաղափար չլինել AC երկու գծերից յուրաքանչյուրի ելքի վրա ունենալ մի փոքր ինդուկտոր, և գուցե փոքր հզորություն AC տողերից մեկից մյուսին ՝ 2 ինդուկտորներից հետո: Ինդուկտորները թույլ կտան ընթացիկ ելքը փոխվել մի փոքր ավելի դանդաղ, ինչը հնարավորություն կտա ապարատային գերլարման պաշտպանությանը գործարկել կարճ միացման դեպքում:

Նկատի ունեցեք, որ նկարներից մեկում կա 6 ծանր լար: Նրանք գնում են մարտկոցի 3 առանձին կղզիներ: Այնուհետեւ կան 2 ծանր լարեր, որոնք նախատեսված են 120vAC հզորության համար: