Συγχρονισμένος 4kva Stackable Inverter

Αυτό το πρώτο μέρος του προτεινόμενου 4kva συγχρονίζεται στοιβαζόμενο κύκλωμα μετατροπέα συζητά πώς να εφαρμόσετε τον κρίσιμο αυτόματο συγχρονισμό μεταξύ των 4 μετατροπέων σε σχέση με τη συχνότητα, τη φάση και την τάση, ώστε οι μετατροπείς να λειτουργούν ανεξάρτητοι ο ένας από τον άλλο, επιτυγχάνοντας παράλληλα μια έξοδο η οποία είναι η ίδια μεταξύ τους.

Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. David. Η ακόλουθη συνομιλία μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ανάμεσα σε αυτόν και εμένα αναφέρει τις κύριες προδιαγραφές του προτεινόμενου Synchronized 4kva Stackable Inverter Circuit.

Email # 1

Γεια Σουαγατάμ,

Πρώτον, θα ήθελα να πω ευχαριστώ για τη συμβολή σας στον κόσμο γενικά, οι πληροφορίες και το πιο σημαντικό είναι η προθυμία σας να μοιραστείτε τις γνώσεις σας για να βοηθήσετε άλλους ανθρώπους κατά τη γνώμη μου είναι πολύτιμη για πολλούς λόγους.

Θα ήθελα να βελτιώσω ορισμένα από τα κυκλώματα που έχετε μοιραστεί για να ταιριάζει στους δικούς μου σκοπούς, δυστυχώς, ενώ καταλαβαίνω τι συμβαίνει στα κυκλώματα, δεν έχω τη δημιουργικότητα και τη γνώση για να κάνω τις τροπολογίες.

Μπορώ γενικά να παρακολουθώ κυκλώματα εάν είναι μικρά και μπορώ να δω πού ενώνουν / συνδέονται σε μεγαλύτερα σχήματα.

Αν μπορώ, θα ήθελα να προσπαθήσω να εξηγήσω τι θα ήθελα να επιτύχω, αν και δεν έχω καμία ψευδαίσθηση ότι είστε πολύ απασχολημένος άνθρωπος και δεν θα ήθελα να αφιερώσετε άσκοπα τον πολύτιμο χρόνο σας.

Ο τελικός στόχος θα ήταν ότι θα ήθελα να δημιουργήσω (συναρμολόγηση των εξαρτημάτων) ενός πλέγματος πολλαπλών πηγών ανανεώσιμης ενέργειας, χρησιμοποιώντας ηλιακούς φωτοβολταϊκούς, ανεμόμυλους και γεννήτριες βιο ντίζελ.

Το πρώτο βήμα είναι οι βελτιώσεις του φωτοβολταϊκού ηλιακού μετατροπέα.

Θα ήθελα να χρησιμοποιήσω το κύκλωμα μετατροπέα καθαρού ημιτονοειδούς κύματος 48 volt, ικανό να διατηρήσει σταθερή έξοδο 230k 2kW, πρέπει να είναι ικανό να παρέχει τουλάχιστον 3 φορές αυτήν την έξοδο για πολύ σύντομη διάρκεια.

Η βασική τροποποίηση που θέλω να επιτύχω για να δημιουργήσω μια σειρά από αυτές τις μονάδες μετατροπέων για να λειτουργούν παράλληλα και να συνδέονται σε μια γραμμή διαύλου AC.

Θα ήθελα κάθε μετατροπέας να δειγματοληψεί ανεξάρτητα και συνεχώς τη γραμμή διαύλου AC για συχνότητα, τάση και ρεύμα (φορτίο).

Θα ονομάσω αυτές τις μονάδες σκλάβων μετατροπέων.

Η ιδέα να είναι οι μονάδες αντιστροφής θα είναι «plug and play».

Ο μετατροπέας, όταν συνδεθεί στη γραμμή διαύλου AC, θα λαμβάνει συνεχώς δείγμα / μέτρηση της συχνότητας στη γραμμή διαύλου AC και θα χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες για να οδηγήσει την είσοδο ενός IC 4047 έτσι ώστε η έξοδος του ρολογιού να μπορεί να προχωρήσει ή να καθυστερήσει έως ότου κλωνοποιήσει ακριβώς τη συχνότητα η γραμμή διαύλου AC μόλις συγχρονιστούν οι δύο μορφές κυμάτων, ο μετατροπέας θα κλείσει έναν επαφέα ή ένα ρελέ που συνδέει το στάδιο εξόδου της αντιστροφής με τη γραμμή διαύλου AC.

Σε περίπτωση που η συχνότητα στη ράβδο ή η τάση κινείται έξω από μια προκαθορισμένη ανοχή, η μονάδα μετατροπέα θα πρέπει να ανοίξει το ρελέ ή τον επαφέα στο στάδιο εξόδου αποσυνδέοντας αποτελεσματικά το στάδιο εξόδου του μετατροπέα από τη γραμμή AC για να προστατεύσει τον εαυτό του.

Επιπρόσθετα, όταν συνδεθεί στη γραμμή διαύλου AC, οι υποτελείς μονάδες θα κοιμηθούν ή τουλάχιστον το στάδιο εξόδου του μετατροπέα θα κοιμόταν ενώ το φορτίο στη γραμμή είναι μικρότερο από το άθροισμα όλων των εξαρτημένων μετατροπέων. Φανταστείτε εάν θα υπάρχουν 3 εξαρτημένοι μετατροπείς στη γραμμή διαύλου AC, ωστόσο το φορτίο στη γραμμή είναι μόνο 1,8kW, τότε οι άλλοι δύο σκλάβοι θα κοιμηθούν.

Το αμοιβαίο θα ήταν επίσης αλήθεια ότι αν το φορτίο στη μπάρα πήδησε για να πει 3kW, ένας από τους αναποδογυρισμένους αντιστρόφους θα ξυπνούσε αμέσως (ήδη σε συγχρονισμό) για να τροφοδοτήσει την επιπλέον απαιτούμενη ενέργεια.

Φαντάζομαι ότι μερικοί μεγάλοι πυκνωτές σε κάθε στάδιο εξόδου θα τροφοδοτούσαν την απαιτούμενη ενέργεια ενώ ο μετατροπέας έχει την πολύ μικρή στιγμή ενώ ξυπνά.

Θα ήταν προτιμότερο (μόνο κατά τη γνώμη μου) να μην συνδέεται απευθείας κάθε μετατροπέας μεταξύ τους, αλλά μάλλον να είναι ανεξάρτητοι αυτόνομοι.

Θέλω να προσπαθήσω να αποφύγω τους μικροελεγκτές ή το σφάλμα των μονάδων ή τον έλεγχο βλαβών ο ένας τον άλλον ή τις μονάδες που έχουν «διεύθυνση» στο σύστημα.

Στο μυαλό μου φαντάζομαι ότι η πρώτη συνδεδεμένη συσκευή στη γραμμή διαύλου AC θα ήταν ένας πολύ σταθερός μετατροπέας αναφοράς που είναι συνεχώς συνδεδεμένος.

Αυτός ο αντιστροφέας αναφοράς θα παρέχει τη συχνότητα και την τάση που θα χρησιμοποιούν οι άλλες εξαρτημένες μονάδες για να παράγουν τις δικές τους αντίστοιχες εξόδους.

Δυστυχώς, δεν μπορώ να ξεκαθαρίσω πώς θα μπορούσατε να αποτρέψετε έναν βρόχο ανατροφοδότησης όπου οι υποτελείς μονάδες θα καταλήξουν να γίνουν η μονάδα αναφοράς.

Πέρα από το πεδίο αυτού του μηνύματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, έχω κάποιες μικρές γεννήτριες. Θα ήθελα να συνδεθώ στη γραμμή διαύλου AC που συγχρονίζεται με τον αντιστροφέα αναφοράς για την παροχή ενέργειας σε περίπτωση που το φορτίο υπερβαίνει τη μέγιστη χωρητικότητα εξόδου DC.

Η γενική προϋπόθεση είναι ότι το φορτίο που παρουσιάζεται στη γραμμή διαύλου AC θα καθορίσει πόσους μετατροπείς και τελικά πόσες γεννήτριες είτε θα συνδεθούν αυτόνομα είτε θα αποσυνδεθούν για να ικανοποιήσουν τη ζήτηση, καθώς αυτό θα μπορούσε να εξοικονομήσει ενέργεια ή τουλάχιστον να μην σπαταλήσει ενέργεια.

Το σύστημα που είναι πλήρως κατασκευασμένο από πολλαπλές μονάδες θα μπορούσε τότε να επεκταθεί / να είναι συμβατό καθώς και ανθεκτικό / ανθεκτικό έτσι ώστε αν κάποιος ή ίσως δύο μονάδες να αποτύχουν, το σύστημα θα συνέχιζε να λειτουργεί όλα σε μειωμένη χωρητικότητα.

Έχω επισυνάψει ένα διάγραμμα μπλοκ και απέκλεισα τη φόρτιση της μπαταρίας προς το παρόν.

Σκοπεύω να φορτίσω την τράπεζα μπαταριών από το δίαυλο AC και να διορθώσω έως τα 48V DC με αυτόν τον τρόπο μπορώ να φορτίσω από τις γεννήτριες ή τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αναγνωρίζω ότι αυτό ίσως δεν είναι τόσο αποτελεσματικό όσο η χρήση DC mppt, αλλά νομίζω ότι χάνω στην αποδοτικότητα κερδίζω ευελιξία. Ζω πολύ μακριά από την πόλη ή το δίκτυο κοινής ωφέλειας.

Για αναφορά, θα υπήρχε ένα ελάχιστο σταθερό φορτίο στη γραμμή διαύλου AC των 2kW, αν και το μέγιστο φορτίο θα μπορούσε να αυξηθεί έως και 30kW.

Το σχέδιό μου είναι το 1ο έως 15kW να παρέχεται από τους ηλιακούς φωτοβολταϊκούς συλλέκτες και δύο ανεμόμυλους 3kW (αιχμής) οι ανεμόμυλοι είναι άγριοι AC που έχουν διορθωθεί σε DC και μια μπαταρία 1000Ah 48 volt. (Το οποίο θα ήθελα να αποφύγω την αποστράγγιση / αποφόρτιση πέραν του 30% της χωρητικότητάς του για τη διασφάλιση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας) η υπόλοιπη σπάνια και πολύ διαλείπουσα ζήτηση ενέργειας θα ικανοποιηθεί από τις γεννήτριές μου.

Αυτό το σπάνιο και διαλείπον φορτίο προέρχεται από το συνεργείο μου.

Σκέφτομαι ότι μπορεί να είναι συνετό να κατασκευάσουμε μια τράπεζα πυκνωτών για να χειριστώ ή να παραλάβω το σύστημα χαλαρότητας από τυχόν επαγωγικά ρεύματα εκκίνησης φορτίου, όπως ο κινητήρας στον αεροσυμπιεστή μου και το επιτραπέζιο πριόνι.

Αλλά δεν είμαι σίγουρος αυτή τη στιγμή αν δεν υπάρχει καλύτερος / φθηνότερος τρόπος.

Οι σκέψεις και τα σχόλιά σας θα εκτιμηθούν και θα εκτιμηθούν πολύ. Ελπίζω να έχετε χρόνο να επικοινωνήσετε μαζί μου.

Σας ευχαριστούμε για το χρόνο και την προσοχή σας εκ των προτέρων.

Kind Regards David Sent από την ασύρματη συσκευή μου BlackBerry®

Η απάντησή μου

Γεια Ντέιβιντ,

Έχω διαβάσει την απαίτησή σας και ελπίζω ότι το κατάλαβα σωστά.

Από τους 4 μετατροπείς, μόνο ένας θα έχει τη δική του γεννήτρια συχνότητας, ενώ άλλοι θα τρέχουν εξάγοντας τη συχνότητα από αυτήν την κύρια έξοδο μετατροπέα, και έτσι όλα θα ήταν συγχρονισμένα μεταξύ τους και με τις προδιαγραφές αυτού του κύριου μετατροπέα.

Θα προσπαθήσω να το σχεδιάσω και ελπίζω να λειτουργεί όπως αναμενόταν και σύμφωνα με τις αναφερόμενες προδιαγραφές σας, ωστόσο η εφαρμογή θα πρέπει να γίνει από έναν ειδικό που θα πρέπει να είναι σε θέση να κατανοήσει την ιδέα και να την τροποποιήσει / να τροποποιήσει στην τελειότητα όπου κι αν ήταν Απαιτείται .... διαφορετικά η επιτυχία με αυτόν τον λογικά περίπλοκο σχεδιασμό θα μπορούσε να γίνει εξαιρετικά δύσκολη.

Μπορώ να παρουσιάσω μόνο τη βασική ιδέα και το σχηματικό .... το υπόλοιπο θα πρέπει να γίνει από τους μηχανικούς από την πλευρά σας.

Μπορεί να με πάρει λίγο χρόνο για να ολοκληρωθεί, καθώς ήδη έχω ήδη πολλά εκκρεμή αιτήματα στην ουρά ... Θα σας ενημερώσω ως γιος καθώς δημοσιεύτηκε

Best Regards Swag

Email # 2

Γεια Σουαγατάμ,

Σας ευχαριστώ πολύ για την πολύ γρήγορη απάντησή σας.

Αυτό δεν ήταν ακριβώς αυτό που είχα στο μυαλό, αλλά σίγουρα αντιπροσωπεύει μια εναλλακτική λύση.

Η σκέψη μου ήταν ότι κάθε μονάδα θα είχε δύο κυκλώματα μέτρησης συχνότητας ένα που εξετάζει τη συχνότητα στη γραμμή διαύλου εναλλασσόμενου ρεύματος και αυτή η μονάδα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία παλμού ρολογιού για τη γεννήτρια ημιτονοειδών κυμάτων του μετατροπέα.

Το άλλο υποκύκλωμα μέτρησης συχνότητας θα εξέταζε την έξοδο από τη γεννήτρια ημιτονοειδούς κύματος του μετατροπέα.

Θα υπήρχε ένα κύκλωμα σύγκρισης ίσως χρησιμοποιώντας μια συστοιχία opamp που θα τροφοδοτούσε τον παλμό ρολογιού ημιτονοειδούς κύματος μετατροπέα για να προωθήσει το σήμα ρολογιού ή να καθυστερήσει το σήμα ρολογιού έως ότου η έξοδος από τη γεννήτρια ημιτονοειδούς κύματος ταιριάζει ακριβώς με το ημιτονοειδές κύμα στη γραμμή AC .

Μόλις η συχνότητα του σταδίου εξόδου του μετατροπέα ταιριάζει με τη συχνότητα της ράβδου διαύλου AC θα υπήρχε ένα SSR που θα κλείνει τη σύνδεση του σταδίου εξόδου του μετατροπέα με τη γραμμή AC κατά προτίμηση στο μηδέν σημείο διασταύρωσης.

Με αυτόν τον τρόπο οποιαδήποτε μονάδα μετατροπέα θα μπορούσε να αποτύχει και το σύστημα θα συνεχίσει να λειτουργεί. ο σκοπός του κύριου μετατροπέα ήταν αυτός όλων των μονάδων μετατροπέα που δεν θα πάει ποτέ στον ύπνο και θα παρέχει την αρχική συχνότητα της γραμμής AC. Ωστόσο, εάν απέτυχε, οι άλλες μονάδες δεν θα επηρεάζονταν αρκεί να ήταν «online»

Οι υποτελείς μονάδες θα πρέπει να κλείσουν ή να ξεκινήσουν καθώς το φορτίο αλλάζει.

Η παρατήρησή σας ήταν σωστή Δεν είμαι άντρας «ηλεκτρονικής», είμαι μηχανικός και ηλεκτρολόγος μηχανικός. Δουλεύω με μεγάλα είδη εργοστασίου, όπως ψύκτες και γεννήτριες και συμπιεστές.

Καθώς το έργο εξελίσσεται και αρχίζει να γίνεται πιο απτό θα θέλατε να αποδεχτείτε ένα δώρο χρημάτων; Δεν έχω πολλά, αλλά θα μπορούσα ίσως να δωρίσω κάποια χρήματα μέσω paypal για να υποστηρίξω το κόστος φιλοξενίας του ιστότοπού σας.

Σας ευχαριστώ και πάλι.

Ανυπομονώ να ακούσω από εσάς.

ονομασία

Δαβίδ

Η απάντησή μου

Ευχαριστώ David,

Βασικά θέλετε οι μετατροπείς να είναι συγχρονισμένοι μεταξύ τους όσον αφορά τη συχνότητα και τη φάση, καθώς επίσης και ο καθένας να έχει τη δυνατότητα να γίνει ο κύριος μετατροπέας και να αναλάβει τη φόρτιση, σε περίπτωση που ο προηγούμενος αποτύχει για κάποιο λόγο. Σωστά?

Θα προσπαθήσω να το διορθώσω με όποια γνώση έχω και κάποια κοινή λογική και όχι χρησιμοποιώντας πολύπλοκα IC ή διαμορφώσεις.

Warmest Regards Swag

Email # 3

Γεια σουγκ,

Αυτό είναι σε ένα κέλυφος με καρύδι, λαμβάνοντας υπόψη μια επιπλέον απαίτηση.

Καθώς το φορτίο μειώνεται, οι μετατροπείς μεταβαίνουν σε κατάσταση οικολογικής ή αναμονής και καθώς το φορτίο αυξάνεται ή αυξάνεται, ξυπνούν για να ικανοποιήσουν τη ζήτηση.

Λατρεύω την προσέγγιση που ακολουθείτε ...

Σας ευχαριστώ πολύ εκτιμάται πολύ η εκτίμησή σας.

Namaste

Με ευχαρίστηση

Δαβίδ

Ο σχεδιασμός

Όπως ζητήθηκε από τον κ. David, τα προτεινόμενα κυκλώματα αντιστάθμισης ισχύος 4kva πρέπει να έχουν τη μορφή 4 ξεχωριστών κυκλωμάτων μετατροπέα, τα οποία μπορούν να στοιβάζονται κατάλληλα σε συγχρονισμό μεταξύ τους για την παροχή της σωστής ποσότητας ισχύος αυτορύθμισης στα συνδεδεμένα φορτία, ανάλογα με τον τρόπο ενεργοποίησης και απενεργοποίησης αυτών των φορτίων.

ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΖΩ:

Μετά από λίγη σκέψη συνειδητοποίησα ότι ο σχεδιασμός δεν χρειάζεται στην πραγματικότητα να είναι πολύ περίπλοκος, αλλά θα μπορούσε να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας μια απλή ιδέα όπως φαίνεται παρακάτω.

Μόνο το IC 4017 μαζί με τις σχετικές διόδους, τα τρανζίστορ και τον μετασχηματιστή θα πρέπει να επαναληφθούν για τον απαιτούμενο αριθμό μετατροπέων.

Ο ταλαντωτής θα είναι ένα κομμάτι και μπορεί να μοιραστεί με όλους τους μετατροπείς ενσωματώνοντας το pin3 του με το pin14 του IC 4017.

Το κύκλωμα ανάδρασης πρέπει να ρυθμιστεί με ακρίβεια για τους μεμονωμένους μετατροπείς, έτσι ώστε το εύρος αποκοπής να ταιριάζει ακριβώς για όλους τους μετατροπείς.

Τα ακόλουθα σχέδια και οι εξηγήσεις μπορούν να αγνοηθούν, καθώς μια πολύ πιο εύκολη έκδοση έχει ήδη ενημερωθεί παραπάνω

Συγχρονισμός των μετατροπέων

Η κύρια πρόκληση εδώ είναι να επιτρέψουμε σε κάθε δευτερεύοντα μετατροπέα να βρίσκεται σε συγχρονισμό με τον κύριο μετατροπέα όσο ο κύριος μετατροπέας είναι σε λειτουργία και σε περίπτωση (αν και απίθανο) ο κύριος μετατροπέας αποτύχει ή σταματήσει να λειτουργεί, ο επόμενος μετατροπέας αναλαμβάνει φορτίζεται και γίνεται ο κύριος μετατροπέας.
Και σε περίπτωση αποτυχίας του δεύτερου αναστροφέα, ο τρίτος μετατροπέας παίρνει την εντολή και παίζει το ρόλο του κύριου μετατροπέα.

Στην πραγματικότητα, ο συγχρονισμός των μετατροπέων δεν είναι δύσκολος. Γνωρίζουμε ότι μπορεί να γίνει εύκολα χρησιμοποιώντας ICs όπως SG3525, TL494 κ.λπ. Ωστόσο, το δύσκολο μέρος του σχεδιασμού είναι να διασφαλίσει ότι εάν ο κύριος μετατροπέας αποτύχει, ένας από τους άλλους μετατροπείς μπορεί να γίνει γρήγορα ο κύριος.

Και αυτό πρέπει να εκτελεστεί χωρίς να χάσει τον έλεγχο της συχνότητας, της φάσης και του PWM ακόμη και για ένα δευτερόλεπτο και με ομαλή μετάβαση.

Γνωρίζω ότι μπορεί να υπάρχουν πολύ καλύτερες ιδέες, ο πιο θεμελιώδης σχεδιασμός για την εκπλήρωση των αναφερόμενων κριτηρίων φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Στο παραπάνω σχήμα μπορούμε να δούμε μερικά ίδια στάδια, όπου ο ανώτερος μετατροπέας # 1 σχηματίζει τον κύριο αντιστροφέα ενώ ο κάτω μετατροπέας # 2 ο σκλάβος.

Περισσότερα στάδια με τη μορφή αντιστροφέα # 3 και αντιστροφέα # 4 υποτίθεται ότι πρέπει να προστεθούν στη ρύθμιση με τον ίδιο ίδιο τρόπο ενσωματώνοντας αυτούς τους μετατροπείς με τα μεμονωμένα στάδια οπτικού συζεύκτη, αλλά το στάδιο του opamp δεν χρειάζεται να επαναληφθεί.

Ο σχεδιασμός αποτελείται κυρίως από έναν ταλαντωτή βασισμένο σε IC 555 και ένα κύκλωμα flip flop IC 4013. Το IC 555 είναι γεμάτο για να παράγει συχνότητες ρολογιού με ρυθμό 100Hz ή 120Hz που τροφοδοτείται στην είσοδο ρολογιού του IC 4013, το οποίο στη συνέχεια το μετατρέπει στα απαιτούμενα 50Hz ή 60Hz αναστρέφοντας εναλλακτικά τις εξόδους του με λογική υψηλή στον πείρο # 1 και καρφίτσα # 2.

Αυτές οι εναλλασσόμενες έξοδοι στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την ενεργοποίηση των συσκευών ισχύος και του μετασχηματιστή για την παραγωγή των επιδιωκόμενων 220V ή των 120V AC.

Τώρα, όπως συζητήθηκε νωρίτερα, το κρίσιμο ζήτημα εδώ είναι ο συγχρονισμός των δύο μετατροπέων έτσι ώστε αυτοί να μπορούν να λειτουργούν ακριβώς σε συγχρονισμό, όσον αφορά τη συχνότητα, τη φάση και το PWM.

Αρχικά όλες οι εμπλεκόμενες μονάδες (κυκλώματα αντιστρεπτέων αντιστροφέων) προσαρμόζονται ξεχωριστά με ακριβώς ίδια στοιχεία, έτσι ώστε η συμπεριφορά τους να είναι απόλυτα η ίδια μεταξύ τους.

Ωστόσο, ακόμη και με τα ακριβή αντιστοιχισμένα χαρακτηριστικά, οι μετατροπείς δεν αναμένεται να λειτουργούν τέλεια σε συγχρονισμό, εκτός εάν αυτοί είναι συνδεδεμένοι με κάποιο μοναδικό τρόπο.

Αυτό γίνεται στην πραγματικότητα ενσωματώνοντας τους μετατροπείς «σκλάβων» μέσω ενός σταδίου opamp / optocoupler, όπως υποδεικνύεται στην παραπάνω σχεδίαση.

Αρχικά, ο κύριος μετατροπέας # 1 είναι ενεργοποιημένος, ο οποίος επιτρέπει στο στάδιο opamp 741 να ενεργοποιηθεί και να αρχίσει η παρακολούθηση συχνότητας και φάσης της τάσης εξόδου.

Μόλις ξεκινήσει, οι επόμενοι μετατροπείς ανάβουν ΟΝ για να προσθέσουν ισχύ στην κεντρική γραμμή.

Όπως φαίνεται, η έξοδος opamp συνδέεται με τον πυκνωτή χρονισμού όλων των δευτερευόντων μετατροπέων μέσω ενός οπτοζεύκτη που αναγκάζει τους υποτελείς μετατροπείς να ακολουθούν τη συχνότητα και τη γωνία φάσης του κύριου μετατροπέα.

Ωστόσο, το ενδιαφέρον εδώ είναι ο παράγοντας μανδάλωσης του opamp με τις στιγμιαίες πληροφορίες φάσης και συχνότητας.

Αυτό συμβαίνει αφού όλοι οι μετατροπείς παραδίδουν και λειτουργούν τώρα στην καθορισμένη συχνότητα και φάση από τον κύριο μετατροπέα, πράγμα που σημαίνει ότι σε περίπτωση που κάποιος μετατροπέας αποτύχει, συμπεριλαμβανομένου του κύριου μετατροπέα, ο opamp είναι σε θέση να εντοπίζει και να εισάγει γρήγορα την στιγμιαία συχνότητα / πληροφορίες φάσης και να αναγκάσει τους υπάρχοντες μετατροπείς να λειτουργήσουν με αυτές τις προδιαγραφές και ο μετατροπέας με τη σειρά του μπορεί να διατηρήσει τις ανατροφοδοτήσεις στο στάδιο του opamp για να κάνει τις μεταβάσεις απρόσκοπτες και αυτο-βελτιστοποιημένες.

Επομένως, ελπίζουμε ότι το στάδιο του opamp θα φροντίσει για την πρώτη πρόκληση να διατηρήσει όλους τους προτεινόμενους στοίβες μετατροπείς τέλεια συγχρονισμένους μέσω μιας LIVE παρακολούθησης των διαθέσιμων προδιαγραφών δικτύου.

Στο επόμενο μέρος του άρθρου θα μάθουμε το συγχρονισμένο στάδιο PWM sinewave , το οποίο είναι το επόμενο κρίσιμο χαρακτηριστικό του παραπάνω σχεδιασμού.

Στο παραπάνω μέρος αυτού του άρθρου μάθαμε την κύρια ενότητα του 4kva συγχρονισμένου κυκλώματος μετατροπέα στοίβαξης που εξήγησε τις λεπτομέρειες συγχρονισμού του σχεδιασμού. Σε αυτό το άρθρο μελετάμε πώς να κάνουμε το σχέδιο ισοδύναμο κύματος και επίσης να διασφαλίσουμε τον σωστό συγχρονισμό των PWM μεταξύ των εμπλεκόμενων μετατροπέων.

Συγχρονισμός Sine Wave PWM στους μετατροπείς

Μια απλή γεννήτρια κυματομορφής ισοδύναμου PWM που αντιστοιχεί στο RMS μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας IC 555 και IC 4060, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για να δώσει τη δυνατότητα στους μετατροπείς να παράγουν κυματομορφή ισοδύναμου κυματοειδούς κύματος στις εξόδους τους και κατά μήκος της συνδεδεμένης γραμμής δικτύου.

Κάθε ένας από αυτούς τους επεξεργαστές PWM θα απαιτηθεί για κάθε μία από τις μονάδες στοίβαξης μετατροπέα ξεχωριστά.

ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΖΩ: Φαίνεται ότι ένας μεμονωμένος επεξεργαστής PWM μπορεί να χρησιμοποιηθεί από κοινού για τον τεμαχισμό όλων των βάσεων τρανζίστορ, υπό την προϋπόθεση ότι κάθε βάση MJ3001 συνδέεται με τον συγκεκριμένο συλλέκτη BC547 μέσω μιας μεμονωμένης διόδου 1N4148. Αυτό απλοποιεί τον σχεδιασμό σε μεγάλο βαθμό.

Τα διαφορετικά στάδια που εμπλέκονται στο παραπάνω κύκλωμα γονιδιακού PWM μπορούν να γίνουν κατανοητά με τη βοήθεια του ακόλουθου σημείου:

Χρήση του IC 555 ως γεννήτρια PWM

Το IC 555 έχει διαμορφωθεί ως το βασικό κύκλωμα γεννήτριας PWM. Για να μπορέσει να δημιουργήσει ρυθμιζόμενους ισοδύναμους παλμούς PWM στα επιθυμητά RMS, το IC απαιτεί γρήγορα κύματα τριγώνων στο pin7 του και δυναμικό αναφοράς στο pin5 του που καθορίζει το επίπεδο PWM στον ακροδέκτη εξόδου του # 3

Χρησιμοποιώντας το IC 4060 ως Triangle Wave Generator

Για τη δημιουργία των τριγώνων κυμάτων, το IC 555 απαιτεί τετραγωνικά κύματα στον πείρο # 2 του, ο οποίος αποκτάται από το τσιπ IC 4060 ταλαντωτή.

Το IC 4060 καθορίζει τη συχνότητα του PWM, ή απλά τον αριθμό των «πυλώνων» σε καθέναν από τους μισούς κύκλους AC.

Το IC 4060 χρησιμοποιείται κυρίως για τον πολλαπλασιασμό του περιεχομένου δείγματος χαμηλής συχνότητας από την έξοδο μετατροπέα σε σχετικά υψηλή συχνότητα από τον πείρο # 7. Η συχνότητα του δείγματος διασφαλίζει βασικά ότι η κοπή PWM είναι ίση και συγχρονισμένη για όλες τις μονάδες invetrer. Αυτός είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο το IC 4060 περιλαμβάνεται διαφορετικά, ένα άλλο IC 555 θα μπορούσε εύκολα να κάνει τη δουλειά, αντ 'αυτού.

Το δυναμικό αναφοράς στον ακροδέκτη # 5 του IC 555 αποκτάται από έναν ακόλουθο τάσης opamp που φαίνεται στα αριστερά του κυκλώματος.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτό το opamp παρέχει ακριβώς το ίδιο μέγεθος τάσης στον ακροδέκτη # 6 που εμφανίζεται στον ακροδέκτη # 3 .... ωστόσο, η αναπαραγωγή της ακίδας # 6 του ακροδέκτη # 3 είναι καλά ρυθμισμένη και επομένως είναι πιο πλούσια από την ποιότητα pin3 και αυτός είναι ο ακριβής λόγος να συμπεριληφθεί αυτό το στάδιο στο σχεδιασμό.

Η προεπιλογή 10 k που συνδέεται στο pin3 αυτού του IC χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του επιπέδου RMS, το οποίο τελειοποιεί τελικά τα PWMs εξόδου IC 555 στο επιθυμητό επίπεδο RMS.

Αυτό το RMS εφαρμόζεται στη συνέχεια στις βάσεις των συσκευών ισχύος για να τους αναγκάσει να λειτουργήσουν στα καθορισμένα επίπεδα PWM RMS, το οποίο με τη σειρά του αναγκάζει την έξοδο AC να αποκτήσει ένα καθαρό χαρακτηριστικό όπως το σήμα μέσω ενός σωστού επιπέδου RMS. Αυτό μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο LC κατά μήκος της περιέλιξης εξόδου όλων των μετασχηματιστών.

Το επόμενο και το τελευταίο μέρος αυτού του 4kva στοιβαζόμενου συγχρονισμένου κυκλώματος αντιστροφέα περιγράφει λεπτομερώς τη δυνατότητα αυτόματης διόρθωσης φορτίου που επιτρέπει στους μετατροπείς να παραδίδουν και να διατηρούν τη σωστή ποσότητα ισχύος σε όλη την γραμμή τροφοδοσίας εξόδου σύμφωνα με την εναλλαγή των διαφορετικών φορτίων.

Έχουμε καλύψει μέχρι τώρα τις δύο βασικές απαιτήσεις για το προτεινόμενο συγχρονισμένο κύκλωμα αντιστροφέα 4kva, το οποίο περιλαμβάνει συγχρονισμό συχνότητας, φάσης και PWM μεταξύ των μετατροπέων, έτσι ώστε η αποτυχία οποιουδήποτε από τους μετατροπείς να μην έχει καμία επίδραση στους υπόλοιπους από την άποψη των παραπάνω παραμέτρων .

Αυτόματο στάδιο διόρθωσης φορτίου

Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τη δυνατότητα αυτόματης διόρθωσης φορτίου που μπορεί να επιτρέψει την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των μετατροπέων διαδοχικά ως απόκριση στις ποικίλες συνθήκες φορτίου κατά μήκος της γραμμής δικτύου εξόδου.

Ένας απλός τετραπλής σύγκρισης που χρησιμοποιεί LM324 IC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή μιας αυτόματης διαδοχικής διόρθωσης φορτίου όπως υποδεικνύεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Στο παραπάνω σχήμα μπορούμε να δούμε τέσσερα opamps από το IC LM324 που έχουν διαμορφωθεί ως τέσσερις ξεχωριστοί συγκριτές με τις μη αναστρέψιμες εισόδους τους γεμισμένες με μεμονωμένες προεπιλογές, ενώ οι αντιστροφές εισόδου τους αναφέρονται όλες με μια σταθερή τάση zener.

Οι σχετικές προεπιλογές προσαρμόζονται απλά έτσι ώστε οι opamps να παράγουν υψηλές εξόδους σε διαδοχικές σειρές μόλις η τάση τροφοδοσίας υπερβεί το προβλεπόμενο όριο ..... και αντίστροφα.

Όταν συμβαίνει αυτό, τα σχετικά τρανζίστορ αλλάζουν σύμφωνα με την ενεργοποίηση του opamp.

Οι συλλέκτες των αντίστοιχων BJTs συνδέονται με τον ακροδέκτη # 3 του οπατήρα τάσης IC 741 που χρησιμοποιείται στο στάδιο του ελεγκτή PWM, και αυτό αναγκάζει την έξοδο opamp να πάει χαμηλή ή μηδέν, γεγονός που με τη σειρά του προκαλεί μηδενική τάση στον ακροδέκτη # 5 του PWM IC 555 (όπως συζητείται στο Μέρος 2).

Με τον ακροδέκτη # 5 του IC 555 εφαρμόζεται με αυτήν τη μηδενική λογική, αναγκάζει τα PWM να γίνουν πιο στενά ή στην ελάχιστη τιμή, γεγονός που προκαλεί την έξοδο του συγκεκριμένου μετατροπέα.

Οι παραπάνω ενέργειες επιχειρούν να σταθεροποιήσουν την έξοδο σε μια προηγούμενη κανονική κατάσταση, η οποία αναγκάζει και πάλι το PWM να γίνει ευρύτερο και αυτό το ρυμουλκό ή μια συνεχής αλλαγή των opamps cintinues διατηρεί σταθερά την έξοδο όσο το δυνατόν πιο σταθερή, σε απάντηση τις παραλλαγές των συνημμένων φορτίων.

Με αυτήν την αυτόματη διόρθωση φορτίου που πραγματοποιείται εντός του προτεινόμενου κυκλώματος αντιστρέψιμου 4kva σχεδόν καθιστά το σχέδιο ολοκληρωμένο με όλες τις δυνατότητες που ζητά ο χρήστης στο Μέρος 1 του άρθρου.