Дэлхийн хамгийн үр ашигтай сүлжээнээс гадуур ажилладаг нарны инвертер: 3 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Нарны эрчим хүч бол ирээдүй юм. Хавтан нь олон арван жилийн турш үргэлжлэх боломжтой. Та сүлжээнээс гадуурх нарны системтэй гэж бодъё. Танд хөргөгч/хөлдөөгч болон бусад алслагдсан үзэсгэлэнт бүхээгээ ажиллуулах бусад зүйлс байгаа. Та энергийг хаяж чадахгүй! Тиймээс таны 6000 ваттын нарны зай дараагийн 40 жилийн хугацаанд AC залгуурт 5200 ватт болж дуусах нь ичмээр юм. Хэрэв та бүх трансформаторыг арилгаж чадвал 6000 ватт цэвэр синус долгионы нарны инвертер хэдхэн фунт жинтэй болох байсан бол яах вэ? Хэрэв та импульсийн өргөний бүх модуляцийг арилгаж, транзисторыг хамгийн бага сэлгэн залгаж, маш бага нийт гармоник гажуудалтай хэвээр байвал яах вэ?

Тоног төхөөрөмж нь үүнд тийм ч төвөгтэй биш юм. Та зөвхөн 3 тусдаа H гүүрийг бие даан хянах боломжтой хэлхээ хэрэгтэй. Надад өөрийн хэлхээнд зориулсан нэхэмжлэх материал, анхны программын програм хангамж, схем/pcb бий. Хэрэв та надад [email protected] хаягаар имэйл илгээвэл эдгээрийг чөлөөтэй авах боломжтой. Шаардлагатай өгөгдлийн формат байхгүй тул би тэдгээрийг энд хавсаргах боломжгүй байна.. Sch болон.pcb файлуудыг уншихын тулд Designspark ПХБ -ийг үнэгүй татаж авах шаардлагатай болно.

Энэхүү зааварчилгаа нь үндсэндээ үйл ажиллагааны онолыг тайлбарлах болно, тиймээс та эдгээр H-гүүрийг шаардлагатай дарааллаар сольж чадсан л бол үүнийг хийж чадна.

Тэмдэглэл: Энэ нь дэлхийн хамгийн үр ашигтай эсэхийг би сайн мэдэхгүй байна, гэхдээ энэ нь маш сайн байж магадгүй юм (оргилын 99.5% нь үнэхээр сайн), энэ нь сайн ажилладаг.

Хангамж:

13, эсвэл 13*2, эсвэл 13*3, эсвэл 13*4,… 12 в гүн эргэлтийн батерей

3 H гүүрийг бие даан хянах боломжтой маш энгийн электрон хэлхээ. Би прототип хийсэн бөгөөд ПХБ болон схемийг хуваалцахдаа баяртай байна, гэхдээ та үүнийг миний хийсэнээс өөрөөр хийж чадна. Би бас ПХБ -ийн шинэ хувилбарыг хийж байгаа бөгөөд үүнийг хэн нэгэн хүсвэл зарах болно.

Алхам 1: Үйл ажиллагааны онол

Та -13, -12, -11,…, 11, 12, 13 бүхэл тоонуудыг үүсгэж болохыг та хэзээ нэгэн цагт анзаарч байсан уу?

A*1 + B*3 + C*9

хаана A, B, C нь -1, 0 эсвэл +1 байж болох вэ? Жишээлбэл, хэрэв A = +1, B = -1, C = 1 бол та авах болно

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

Тиймээс бидний хийх ёстой зүйл бол зайнаас тусгаарлагдсан 3 арал хийх явдал юм. Эхний арал дээр та 9V 12 батерейтай. Дараагийн арал дээр та 12V -ийн 3 батерейтай болно. Эцсийн арал дээр танд 12 вольтын зай байна. Нарны тохиргоонд энэ нь 3 тусдаа MPPT -тэй болно гэсэн үг юм. (Би удахгүй хямд хүчдэлтэй MPPT -ийн талаар ямар ч хүчдэлтэй байх болно). Энэ бол энэ аргын солилцоо юм.

Бүрэн гүүрэн дээр +1 болгохын тулд та 1L -ийг унтрааж, 1H -ийг асааж, 2H -ийг унтрааж, 2L -ийг асаана уу.

Бүтэн гүүрэн дээр 0 болгохын тулд та 1L -ийг унтрааж, 1H -ийг асааж, 2L -ийг унтрааж, 2H -ийг асаана уу.

Бүтэн гүүрэн дээр -1 болгохын тулд та 1H, 1L, 2L, 2H асаана.

1H гэж би анхны дээд талын мосфет, 1L бол анхны доод талын мосфет гэх мэт зүйлийг хэлж байна.

Синус долгион хийхийн тулд та H -гүүрүүдээ -13 -аас +13 болгож, -13, +13 хүртэл дахин дахин дахин солино уу. Та хийх ёстой зүйл бол сэлгэн залгах хугацааг -13, -12,…, +12, +13, +12, +11,…, -11, -12, 1/60 секундэд 13 (Европт 1/50 секунд!), Та мужуудын өөрчлөлтийг синус долгионы хэлбэртэй нийцүүлэхийн тулд хийх ёстой. Та үндсэндээ 1 хэмжээтэй легосоос синус долгион барьж байна.

Энэ процессыг үнэндээ сунгаж болох бөгөөд ингэснээр та -40, -39,…, +39, +40 бүхэл тоонуудыг үүсгэх боломжтой болно.

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

Энд A, B, C, D нь -1, 0 эсвэл +1 байж болно. Энэ тохиолдолд та нийт 40 ширхэг Nissan Leaf литийн батерейг ашиглаж, 120vAC биш 240vAC хийж болно. Энэ тохиолдолд легогийн хэмжээ хамаагүй бага байна. Энэ тохиолдолд та синус долгиондоо 27 (-40,…, +40 vs -13,…, +13) гэхээсээ илүү 81 алхамыг авах болно.

Энэ тохиргоо нь цахилгаан хүчин зүйлд мэдрэмтгий байдаг. Гурван арлын хооронд хүч хэрхэн хуваагдах нь эрчим хүчний хүчин зүйлтэй холбоотой юм. Энэ нь 3 арлын нарны хавтан тус бүрт хэдэн ватт зарцуулах шаардлагатай болоход нөлөөлж магадгүй юм. Хэрэв таны эрчим хүчний хүчин зүйл үнэхээр муу байвал арал цэнэглэхээсээ илүү цэнэглэх боломжтой. Тиймээс таны эрчим хүчний хүчин зүйл аймшигтай биш эсэхийг шалгах нь чухал юм. Үүний хамгийн тохиромжтой нөхцөл бол хязгааргүй багтаамжтай 3 арал байх болно.

Алхам 2: Тэгэхээр, энэ яагаад ийм өмхий үнэртэй үр дүнтэй байдаг юм бэ?

Шилжүүлэх давтамж нь инээдтэй удаан байна. 9 батерейг цувралаар сольж буй H-гүүрний хувьд танд 1/60 секундын дотор 4 төлөвийн өөрчлөлт л бий. 3 батерейг цувралаар сольж буй H-brirdge-ийн хувьд танд 1/60 секундын дотор 16 төлөвийн өөрчлөлт л бий. Сүүлийн H-гүүрний хувьд танд 1/60 секундын дотор 52 төлөвийн өөрчлөлт байна. Ихэвчлэн инвертерт шумуул нь 100 кГц ба түүнээс дээш хурдтай шилждэг.

Дараа нь танд зөвхөн батерейгаар нь үнэлэгдсэн шумуул хэрэгтэй болно. Тиймээс, нэг батерейны H-гүүрний хувьд 40 вольтын мосфет нь илүү аюулгүй байх болно. ON эсэргүүцэл 0.001 Ом -оос бага 40V MOSFET байдаг. 3 батерейны H-гүүрний хувьд та 60V шумуулыг аюулгүй ашиглах боломжтой. 9 батерейны H-гүүрний хувьд та 150в шумбагч ашиглаж болно. Илүү өндөр хүчдэлийн гүүр нь хамгийн багадаа солигддог бөгөөд энэ нь алдагдлын хувьд маш сайн байдаг.

Үүнээс гадна том шүүлтүүр индуктор, трансформатор байхгүй, үүнтэй холбоотой үндсэн алдагдал гэх мэт зүйл байдаггүй …

Алхам 3: Прототип

Миний прототип дээр би dsPIC30F4011 микроконтроллерыг ашигласан. Энэ нь үндсэндээ H гүүрийг хянадаг портуудыг тохирох цагт нь л сольдог. Өгөгдсөн хүчдэлийг бий болгоход хоцрогдол байхгүй. Таны хүссэн хүчдэлийг 100 наносекундэд авах боломжтой. Та MOSFET-ийн хангамжийг солихын тулд 12 ватт тусгаарлагдсан 12 DC/DC ашиглаж болно. Нийт эрчим хүчний үнэлгээ нь ойролцоогоор 10 кВт байдаг бөгөөд 6 эсвэл 7 кВт тасралтгүй байж магадгүй юм. Бүх зардал нь хэдэн зуун доллар юм.

Үнэн хэрэгтээ хүчдэлийг зохицуулах боломжтой. 3 H -гүүрийг -13 -аас +13 хүртэл цувралаар ажиллуулах нь AC долгионы хэлбэрийг хэт том болгодог гэж бодъё. Та оронд нь -12 -аас +12 хүртэл, эсвэл -11 -ээс +11 хүртэл эсвэл өөр ямар ч хамаагүй гүйлтийг сонгож болно.

Миний өөрчлөх програм хангамжийн нэг зүйл бол осциллографын зургаас харахад миний сонгосон төлөвийн өөрчлөлтийн цаг нь синус долгионыг тэгш хэмтэй болгож чадаагүй юм. Би зүгээр л долгионы хэлбэрийн дээд хэсэгт ойрхон цагийг тохируулах болно. Энэхүү аргын давуу тал нь та хүссэн хэлбэрийн хувьсах гүйдлийн долгионы хэлбэрийг хийх боломжтой юм.

2 индукторын дараа хувьсах гүйдлийн 2 шугам тус бүрийн гаралт дээр жижиг ороомогтой байх, магадгүй хувьсах гүйдлийн шугамуудын нэгээс нөгөөд шилжих бага багтаамж байх нь тийм ч муу санаа биш байж магадгүй юм. Индукторууд нь одоогийн гаралтыг арай удаан өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр тоног төхөөрөмжийн хэт гүйдлийн хамгаалалтыг богино холболт үүссэн тохиолдолд идэвхжүүлэх боломжийг олгодог.

Нэг зурган дээр 6 хүнд утас байгааг анхаарна уу. Тэд 3 тусдаа зайтай арал руу явдаг. Дараа нь 120vAC чадалтай 2 хүнд утас байна.