อินเวอร์เตอร์ที่วางซ้อนกันได้ 4kva แบบซิงโครไนซ์

ส่วนแรกของ 4kva ที่เสนอนี้ซิงโครไนซ์ วงจรอินเวอร์เตอร์ที่วางซ้อนกันได้ กล่าวถึงวิธีการใช้การซิงโครไนซ์อัตโนมัติที่สำคัญในอินเวอร์เตอร์ 4 ตัวในเรื่องความถี่เฟสและแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้อินเวอร์เตอร์ทำงานเป็นอิสระจากกัน แต่ให้ได้เอาต์พุตที่เท่าเทียมกัน

นายเดวิดขอแนวคิดดังกล่าว การสนทนาทางอีเมลระหว่างเขากับฉันต่อไปนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดหลักของวงจรอินเวอร์เตอร์ที่วางซ้อนกันได้ 4kva ที่เสนอ

อีเมล # 1

สวัสดี Swagatam

ประการแรกฉันอยากจะกล่าวขอบคุณสำหรับการมีส่วนร่วมในโลกใบนี้ข้อมูลและที่สำคัญที่สุดคือความเต็มใจของคุณที่จะแบ่งปันความรู้เพื่อช่วยเหลือผู้อื่นในความคิดของฉันนั้นมีค่ามากด้วยเหตุผลหลายประการ

ฉันต้องการปรับปรุงวงจรบางอย่างที่คุณแบ่งปันเพื่อให้เหมาะกับจุดประสงค์ของฉันเอง แต่น่าเสียดายที่ฉันเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นในวงจรฉันขาดความคิดสร้างสรรค์และความรู้ในการแก้ไขด้วยตนเอง

โดยทั่วไปฉันสามารถติดตามวงจรได้หากมีขนาดเล็กและฉันสามารถดูว่าพวกเขาเข้าร่วม / เชื่อมต่อกับแผนผังที่ใหญ่กว่าได้ที่ไหน

ถ้าฉันอยากจะลองอธิบายสิ่งที่ฉันต้องการจะบรรลุแม้ว่าฉันจะไม่ได้มีภาพลวงตาว่าคุณเป็นคนที่ยุ่งมากและไม่ชอบใช้เวลาอันมีค่าของคุณโดยไม่จำเป็น

เป้าหมายสุดท้ายคือฉันต้องการสร้าง (ประกอบส่วนประกอบ) ของไมโครกริดพลังงานหมุนเวียนหลายแหล่งโดยใช้ Solar PV, Windmills และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลชีวภาพ

ขั้นตอนแรกคือการปรับปรุงอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ PV

ฉันต้องการใช้วงจรอินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์บริสุทธิ์ 48 โวลต์ของคุณที่สามารถรักษาเอาต์พุต 2kW 230V ให้คงที่ได้ซึ่งจะต้องสามารถส่งเอาต์พุตนี้ได้อย่างน้อย 3 เท่าในระยะเวลาอันสั้น

การปรับเปลี่ยนคีย์ที่ฉันต้องการบรรลุเพื่อสร้างหน่วยอินเวอร์เตอร์เหล่านี้จำนวนมากเพื่อทำงานแบบขนานและเชื่อมต่อกับบัสบาร์ AC

ฉันต้องการให้อินเวอร์เตอร์แต่ละตัวสุ่มตัวอย่างบัสบาร์ AC สำหรับความถี่แรงดันและกระแส (โหลด) อย่างอิสระและต่อเนื่อง

ฉันจะเรียกหน่วยทาสอินเวอร์เตอร์เหล่านี้

แนวคิดในการเป็นโมดูลกลับหัวจะเป็นแบบ 'พลักแอนด์เพลย์'

อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับบัสบาร์ AC จะสุ่มตัวอย่าง / วัดความถี่บนบัสบาร์ AC อย่างต่อเนื่องและใช้ข้อมูลนี้เพื่อขับเคลื่อนอินพุตของ IC 4047 เพื่อให้เอาต์พุตนาฬิกาสามารถก้าวหน้าหรือหน่วงเวลาได้จนกว่าจะโคลนความถี่ที่ตรงกัน บัสบาร์ AC เมื่อรูปแบบคลื่นทั้งสองตรงกันอินเวอร์เตอร์จะปิดคอนแทคหรือรีเลย์ซึ่งเชื่อมต่อขั้นตอนเอาต์พุตกลับเข้ากับบัสบาร์ AC

ในกรณีที่ความถี่บนบาร์หรือแรงดันไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปนอกค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโมดูลอินเวอร์เตอร์ควรเปิดรีเลย์หรือคอนแทคเตอร์ในขั้นเอาต์พุตอย่างมีประสิทธิภาพโดยตัดการเชื่อมต่อขั้นตอนเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์ออกจากแถบ AC เพื่อป้องกันตัวเอง

นอกจากนี้เมื่อเชื่อมต่อกับบัสบาร์ AC แล้วหน่วยทาสจะเข้าสู่โหมดสลีปหรืออย่างน้อยขั้นตอนเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์จะเข้าสู่โหมดสลีปในขณะที่โหลดบนบาร์น้อยกว่าผลรวมของอินเวอร์เตอร์แบบทาสทั้งหมด ลองนึกภาพว่าคุณจะมีอินเวอร์เตอร์แบบทาส 3 ตัวติดอยู่กับบัสบาร์ AC หรือไม่ แต่ภาระบนแถบนั้นมีเพียง 1.8kW จากนั้นทาสอีกสองคนจะเข้านอน

ซึ่งกันและกันก็จะเป็นความจริงเช่นกันว่าหากโหลดบนบาร์เพิ่มขึ้นเพื่อบอกว่า 3kW หนึ่งในอินเวอร์เตอร์สลีปจะปลุกทันที (ซิงค์อยู่แล้ว) เพื่อจ่ายพลังงานที่จำเป็นเพิ่มเติม

ฉันคิดว่าตัวเก็บประจุขนาดใหญ่บางตัวในแต่ละสเตจเอาท์พุทจะจ่ายพลังงานที่ต้องการในขณะที่อินเวอร์เตอร์มีช่วงเวลาสั้น ๆ ในขณะที่มันตื่นขึ้นมา

มันจะดีกว่า (ในความคิดของฉันเท่านั้น) ที่จะไม่เชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์แต่ละตัวเข้าด้วยกันโดยตรง แต่ควรเป็นแบบอิสระ

ฉันต้องการพยายามหลีกเลี่ยงไมโครคอนโทรลเลอร์หรือข้อผิดพลาดของหน่วยหรือการตรวจสอบข้อบกพร่องซึ่งกันและกันหรือหน่วยที่มี 'ที่อยู่' ในระบบ

ในความคิดของฉันฉันคิดว่าอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเครื่องแรกบนบัสบาร์ AC น่าจะเป็นอินเวอร์เตอร์อ้างอิงที่เสถียรมากซึ่งเชื่อมต่อตลอดเวลา

อินเวอร์เตอร์อ้างอิงนี้จะให้ความถี่และแรงดันไฟฟ้าที่หน่วยทาสอื่น ๆ จะใช้เพื่อสร้างเอาต์พุตของตัวเอง

น่าเสียดายที่ฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าคุณจะป้องกันไม่ให้เกิดการย้อนกลับของข้อเสนอแนะที่หน่วย Slave แต่ละหน่วยอาจกลายเป็นหน่วยอ้างอิงได้

นอกเหนือจากขอบเขตของอีเมลนี้ฉันมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กฉันต้องการเชื่อมต่อกับบัสบาร์ AC ที่ซิงโครไนซ์กับอินเวอร์เตอร์อ้างอิงเพื่อจ่ายพลังงานในกรณีที่โหลดเกินความจุเอาต์พุต DC สูงสุด

หลักฐานโดยรวมคือภาระที่นำเสนอไปยังบัสบาร์ AC จะกำหนดจำนวนอินเวอร์เตอร์และในที่สุดจำนวนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จะเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติเพื่อตอบสนองความต้องการเนื่องจากหวังว่าจะช่วยประหยัดพลังงานหรืออย่างน้อยก็ไม่สิ้นเปลืองพลังงาน

ระบบที่สร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์จากหลายโมดูลจะสามารถขยายได้ / หดตัวได้เช่นเดียวกับที่แข็งแกร่ง / ยืดหยุ่นดังนั้นหากใครหรือสองหน่วยล้มเหลวระบบจะทำงานต่อไปทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นความจุที่ลดลง

ฉันได้แนบแผนภาพบล็อกและไม่รวมการชาร์จแบตเตอรี่ในขณะนี้

ฉันวางแผนที่จะชาร์จแบตเตอรีแบตเตอรีจากบัส AC และแก้ไขให้เป็น 48V DC ด้วยวิธีนี้ฉันสามารถชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้ฉันรู้ว่านี่อาจไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับการใช้ DC mppt แต่ฉันคิดว่าสิ่งที่ฉัน สูญเสียประสิทธิภาพฉันได้รับความยืดหยุ่น ฉันอาศัยอยู่ห่างไกลจากเมืองหรือตามตารางสาธารณูปโภค

สำหรับการอ้างอิงจะมีโหลดคงที่ขั้นต่ำบนบัสบาร์ AC ที่ 2kW แม้ว่าโหลดสูงสุดอาจเพิ่มขึ้นได้ถึง 30kW

แผนของฉันคือ 10 ถึง 15kW ที่ 1 ที่จะจัดหาโดยแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์และกังหันลม 3kW (จุดสูงสุด) สองตัวกังหันลมเป็น AC ป่าที่แก้ไขเป็น DC และแบตเตอรี 1000Ah 48 โวลต์ (ซึ่งฉันต้องการหลีกเลี่ยงการระบาย / คายประจุเกินกว่า 30% ของความจุเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่มีอายุการใช้งาน) ความต้องการพลังงานที่เหลืออยู่ไม่บ่อยนักและไม่ต่อเนื่องจะเป็นที่พอใจของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของฉัน

โหลดไม่บ่อยและไม่ต่อเนื่องนี้มาจากเวิร์กชอปของฉัน

ฉันคิดว่าการสร้างธนาคารตัวเก็บประจุเพื่อจัดการหรือรับระบบที่หย่อนยานของโหลดอุปนัยใด ๆ ที่เริ่มต้นกระแสเช่นมอเตอร์บนเครื่องอัดอากาศและเลื่อยโต๊ะ

แต่ตอนนี้ไม่แน่ใจว่ายังไม่มีวิธีที่ดีกว่า / ถูกกว่านี้

ความคิดและความคิดเห็นของคุณจะได้รับการชื่นชมและมีคุณค่าอย่างมากฉันหวังว่าคุณจะมีเวลาติดต่อกลับมาหาฉัน

ขอขอบคุณสำหรับเวลาและความสนใจของคุณล่วงหน้า

ขอแสดงความนับถือ David ส่งจากอุปกรณ์ไร้สายBlackBerry®ของฉัน

คำตอบของฉัน

สวัสดีเดวิด

ฉันได้อ่านข้อกำหนดของคุณแล้วและหวังว่าจะเข้าใจอย่างถูกต้อง

จากอินเวอร์เตอร์ 4 ตัวมีเพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่จะมีเครื่องกำเนิดความถี่ของตัวเองในขณะที่ตัวอื่น ๆ จะทำงานโดยการแยกความถี่จากเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์หลักนี้ดังนั้นทั้งหมดจะซิงค์กันและด้วยข้อกำหนดของอินเวอร์เตอร์หลักนี้

ฉันจะพยายามออกแบบและหวังว่ามันจะได้ผลตามที่คาดไว้และตามข้อกำหนดที่คุณกล่าวถึงอย่างไรก็ตามการใช้งานจะต้องทำโดยผู้เชี่ยวชาญที่ควรมีความสามารถในการเข้าใจแนวคิดและปรับเปลี่ยน / ปรับแต่งให้สมบูรณ์แบบไม่ว่าจะอยู่ที่ใดก็ตาม จำเป็น .... มิฉะนั้นการประสบความสำเร็จด้วยการออกแบบที่ซับซ้อนพอสมควรนี้อาจกลายเป็นเรื่องยากมาก

ฉันสามารถนำเสนอได้เฉพาะแนวคิดพื้นฐานและแผนผังเท่านั้น .... ส่วนที่เหลือจะต้องทำโดยวิศวกรจากฝั่งของคุณ

ฉันอาจต้องใช้เวลาสักพักในการดำเนินการนี้เนื่องจากฉันมีคำขอที่รอดำเนินการอยู่ในคิวจำนวนมาก ... ฉันจะแจ้งให้ทราบในฐานะลูกชายตามที่โพสต์ไว้

ขอแสดงความนับถือ Swag

อีเมล # 2

สวัสดี Swagatam

ขอบคุณมากสำหรับการตอบกลับที่รวดเร็วของคุณ

นั่นไม่ใช่สิ่งที่ฉันคิดไว้ แต่เป็นทางเลือกที่แน่นอน

ความคิดของฉันคือแต่ละหน่วยจะมีวงจรย่อยการวัดความถี่สองวงจรวงจรหนึ่งที่ดูความถี่บนบัสบัส AC และหน่วยนี้ใช้เพื่อสร้างพัลส์นาฬิกาสำหรับเครื่องกำเนิดคลื่นไซน์อินเวอร์เตอร์

วงจรย่อยการวัดความถี่อื่น ๆ จะดูที่เอาต์พุตจากเครื่องกำเนิดคลื่นไซน์อินเวอร์เตอร์

อาจมีวงจรเปรียบเทียบโดยใช้อาร์เรย์ opamp ที่จะป้อนกลับเข้าไปในพัลส์นาฬิกาของเครื่องกำเนิดคลื่นไซน์อินเวอร์เตอร์เพื่อเลื่อนสัญญาณนาฬิกาหรือชะลอสัญญาณนาฬิกาจนกว่าเอาต์พุตจากเครื่องกำเนิดคลื่นไซน์จะตรงกับคลื่นไซน์บนแถบ AC .

เมื่อความถี่ของขั้นตอนเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ตรงกับความถี่ของบัสบาร์ AC แล้วจะมี SSR ที่จะปิดการเชื่อมต่อขั้นตอนเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เข้ากับแถบ AC โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จุดข้ามศูนย์

วิธีนี้โมดูลอินเวอร์เตอร์ตัวใดตัวหนึ่งอาจล้มเหลวและระบบจะทำงานต่อไป จุดประสงค์ของอินเวอร์เตอร์หลักคือโมดูลอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดจะไม่เข้าสู่โหมดสลีปและจะให้ความถี่แถบ AC เริ่มต้น อย่างไรก็ตามหากล้มเหลวหน่วยอื่น ๆ จะไม่ได้รับผลกระทบตราบใดที่หน่วยหนึ่ง 'ออนไลน์'

ยูนิตทาสควรปิดหรือเริ่มทำงานเมื่อโหลดเปลี่ยนไป

การสังเกตของคุณถูกต้องฉันไม่ใช่คน 'อิเล็กทรอนิกส์' ฉันเป็นวิศวกรเครื่องกลและไฟฟ้าฉันทำงานกับสินค้าในโรงงานขนาดใหญ่เช่นชิลเลอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและคอมเพรสเซอร์

ในขณะที่โครงการนี้ดำเนินไปและเริ่มจับต้องได้มากขึ้นคุณจะเปิดใจ / เปิดรับของขวัญเป็นเงินหรือไม่? ฉันไม่มีอะไรมาก แต่ฉันอาจให้เงินเป็นของขวัญผ่านทาง paypal เพื่อช่วยลดค่าใช้จ่ายในการโฮสต์เว็บไซต์ของคุณ

ขอขอบคุณอีกครั้ง.

ฉันหวังว่าจะได้ยินจากคุณ.

Namaste

เดวิด

คำตอบของฉัน

ขอบคุณเดวิด

โดยทั่วไปคุณต้องการให้อินเวอร์เตอร์ซิงค์กันในแง่ของความถี่และเฟสและแต่ละตัวมีความสามารถในการเป็นอินเวอร์เตอร์หลักและเข้าควบคุมการชาร์จในกรณีที่อินเวอร์เตอร์ก่อนหน้านี้ล้มเหลวเนื่องจากสาเหตุบางประการ ขวา?

ฉันจะพยายามแก้ไขสิ่งนี้ด้วยความรู้ใด ๆ ที่ฉันมีและสามัญสำนึกไม่ใช่โดยการใช้ IC หรือการกำหนดค่าที่ซับซ้อน

ขอแสดงความนับถือ Swag

อีเมล # 3

สวัสดี Swag

มันอยู่ในเปลือกถั่วโดยคำนึงถึงข้อกำหนดเพิ่มเติมหนึ่งข้อ

เมื่อโหลดลดลงอินเวอร์เตอร์จะเข้าสู่โหมดประหยัดพลังงานหรือสแตนด์บายและเมื่อโหลดเพิ่มขึ้นหรือเพิ่มขึ้นก็จะตื่นขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการ

ฉันชอบแนวทางที่คุณกำลังดำเนินไปด้วย ...

ขอบคุณมากที่คุณคำนึงถึงฉันเป็นที่ชื่นชมอย่างมาก

Namaste

ด้วยความเคารพอย่างสูง

เดวิด

การออกแบบ

ตามที่คุณเดวิดร้องขอวงจรอินเวอร์เตอร์แบบเรียงซ้อนได้ 4kva ที่นำเสนอจะต้องอยู่ในรูปแบบของวงจรอินเวอร์เตอร์แยกกัน 4 วงจรซึ่งสามารถวางซ้อนกันได้อย่างเหมาะสมในการซิงค์ซึ่งกันและกันเพื่อจ่ายพลังงานที่ควบคุมด้วยตนเองในปริมาณที่ถูกต้องให้กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ โหลดขึ้นอยู่กับวิธีการเปิดและปิดโหลดเหล่านี้

อัพเดท:

หลังจากคิดอยู่บ้างฉันก็ตระหนักว่าการออกแบบไม่จำเป็นต้องซับซ้อนเกินไป แต่สามารถนำไปใช้งานได้โดยใช้แนวคิดง่ายๆดังที่แสดงด้านล่าง

เฉพาะ IC 4017 พร้อมกับไดโอดทรานซิสเตอร์และหม้อแปลงที่เกี่ยวข้องเท่านั้นที่จะต้องทำซ้ำตามจำนวนอินเวอร์เตอร์ที่ต้องการ

ออสซิลเลเตอร์จะเป็นชิ้นส่วนเดียวและสามารถใช้ร่วมกับอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดได้โดยรวม pin3 เข้ากับ pin14 ของ IC 4017

วงจรป้อนกลับต้องได้รับการปรับอย่างแม่นยำสำหรับอินเวอร์เตอร์แต่ละตัวเพื่อให้ช่วงการตัดต่อตรงกับอินเวอร์เตอร์ทั้งหมด

การออกแบบและคำอธิบายต่อไปนี้สามารถเพิกเฉยได้เนื่องจากมีการอัปเดตเวอร์ชันที่ง่ายกว่ามากแล้วข้างต้น

การซิงโครไนซ์อินเวอร์เตอร์

ความท้าทายหลักในที่นี้คือการทำให้อินเวอร์เตอร์แบบทาสแต่ละตัวสามารถซิงค์กับอินเวอร์เตอร์หลักได้ตราบใดที่อินเวอร์เตอร์หลักทำงานอยู่และในกรณีที่ (แม้ว่าจะไม่น่าเป็นไปได้) อินเวอร์เตอร์หลักล้มเหลวหรือหยุดทำงานอินเวอร์เตอร์ที่ตามมาจะเข้าควบคุม ชาร์จและกลายเป็นอินเวอร์เตอร์หลักเอง
และในกรณีที่อินเวอร์เตอร์ตัวที่สองล้มเหลวอินเวอร์เตอร์ตัวที่สามจะรับคำสั่งและเล่นบทบาทของอินเวอร์เตอร์หลัก

จริงๆแล้วการซิงโครไนซ์อินเวอร์เตอร์ไม่ใช่เรื่องยาก เรารู้ว่าสามารถทำได้อย่างง่ายดายโดยใช้ ICs เช่น SG3525, TL494 เป็นต้นอย่างไรก็ตามส่วนที่ยากของการออกแบบคือเพื่อให้แน่ใจว่าหากอินเวอร์เตอร์หลักล้มเหลวอินเวอร์เตอร์อื่นตัวใดตัวหนึ่งจะสามารถกลายเป็นมาสเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว

และสิ่งนี้จะต้องดำเนินการโดยไม่สูญเสียการควบคุมความถี่เฟสและ PWM แม้แต่เสี้ยววินาทีและด้วยการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่น

ฉันรู้ว่าอาจมีแนวคิดที่ดีกว่านี้มากการออกแบบพื้นฐานที่สุดสำหรับการปฏิบัติตามเกณฑ์ที่กล่าวถึงแสดงไว้ในแผนภาพต่อไปนี้:

ในรูปด้านบนเราจะเห็นสองขั้นตอนที่เหมือนกันโดยที่อินเวอร์เตอร์ด้านบน # 1 จะสร้างอินเวอร์เตอร์หลักในขณะที่อินเวอร์เตอร์ล่าง # 2 เป็นทาส

ควรเพิ่มขั้นตอนเพิ่มเติมในรูปแบบของอินเวอร์เตอร์ # 3 และอินเวอร์เตอร์ # 4 ในการตั้งค่าในรูปแบบที่เหมือนกันโดยการรวมอินเวอร์เตอร์เหล่านี้เข้ากับขั้นตอนออปโตคัปเปลอร์แบบแยกส่วน แต่ไม่จำเป็นต้องทำซ้ำขั้นตอนของ opamp

การออกแบบส่วนใหญ่ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ที่ใช้ IC 555 และวงจรฟลิปฟล็อป IC 4013 IC 555 ถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างความถี่สัญญาณนาฬิกาที่อัตรา 100Hz หรือ 120Hz ซึ่งป้อนเข้ากับอินพุตนาฬิกาของ IC 4013 ซึ่งจะแปลงเป็น 50Hz หรือ 60Hz ที่ต้องการโดยการพลิกเอาต์พุตด้วยตรรกะสูงข้ามพิน # 1 และปักหมุด # 2

จากนั้นเอาท์พุทแบบสลับเหล่านี้ใช้สำหรับเปิดใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าและหม้อแปลงเพื่อสร้าง 220V หรือ 120V AC ที่ต้องการ

ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ปัญหาสำคัญที่นี่คือการซิงโครไนซ์อินเวอร์เตอร์สองตัวเพื่อให้สิ่งเหล่านี้สามารถทำงานในการซิงค์โดยคำนึงถึงความถี่เฟสและ PWM

ในขั้นต้นโมดูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมด (วงจรอินเวอร์เตอร์แบบวางซ้อนกันได้) จะได้รับการปรับแยกต่างหากด้วยส่วนประกอบที่เหมือนกันอย่างแม่นยำเพื่อให้พฤติกรรมของพวกมันมีความเท่าเทียมกันอย่างสมบูรณ์แบบ

อย่างไรก็ตามแม้จะมีแอตทริบิวต์ที่ตรงกันอย่างแม่นยำ แต่ก็ไม่สามารถคาดหวังว่าอินเวอร์เตอร์จะทำงานในการซิงค์ได้อย่างสมบูรณ์แบบเว้นแต่สิ่งเหล่านี้จะเชื่อมโยงกันในลักษณะเฉพาะ

ในความเป็นจริงนี้ทำได้โดยการรวมอินเวอร์เตอร์ 'slave' ผ่านขั้นตอน opamp / optocoupler ตามที่ระบุไว้ในการออกแบบข้างต้น

ในขั้นต้นอินเวอร์เตอร์หลัก # 1 จะเปิดอยู่ซึ่งจะช่วยให้ขั้นตอนของ opamp 741 ได้รับพลังงานและเริ่มต้นการติดตามความถี่และเฟสของแรงดันไฟฟ้าขาออก

เมื่อเริ่มต้นแล้วอินเวอร์เตอร์ที่ตามมาทั้งหมดจะถูกเปิดเพื่อเพิ่มกำลังไฟให้กับสายเมน

ดังที่เห็นได้ว่าเอาต์พุต opamp เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุแบบกำหนดเวลาของอินเวอร์เตอร์แบบทาสทั้งหมดผ่านตัวเชื่อมต่อออปโปซึ่งบังคับให้อินเวอร์เตอร์ทาสทำตามความถี่และมุมเฟสของอินเวอร์เตอร์หลัก

อย่างไรก็ตามสิ่งที่น่าสนใจที่นี่คือปัจจัยการล็อคของ opamp พร้อมข้อมูลเฟสและความถี่ทันที

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดกำลังส่งมอบและทำงานที่ความถี่และเฟสที่ระบุจากอินเวอร์เตอร์หลักซึ่งหมายความว่าในกรณีที่อินเวอร์เตอร์ตัวใดล้มเหลวรวมถึงอินเวอร์เตอร์หลัก opamp จะสามารถติดตามและฉีดความถี่ทันที / ข้อมูลเฟสและบังคับให้อินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่ทำงานตามข้อกำหนดนี้และในทางกลับกันอินเวอร์เตอร์จะสามารถรักษาการตอบกลับไปยังขั้นตอนของ opamp เพื่อให้การเปลี่ยนภาพราบรื่นและปรับให้เหมาะสมได้เอง

ดังนั้นหวังว่าขั้นตอนของ opamp จะดูแลความท้าทายแรกในการทำให้อินเวอร์เตอร์แบบวางซ้อนกันได้ที่นำเสนอทั้งหมดซิงโครไนซ์อย่างสมบูรณ์แบบผ่านการติดตามสดของข้อมูลจำเพาะของไฟ

ในส่วนถัดไปของบทความเราจะได้เรียนรู้ เวทีไซน์คลื่น PWM ที่ซิงโครไนซ์ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญต่อไปของการออกแบบที่กล่าวถึงข้างต้น

ในส่วนด้านบนของบทความนี้เราได้เรียนรู้ส่วนหลักของวงจรอินเวอร์เตอร์แบบวางซ้อนกันได้ 4kva ซึ่งอธิบายรายละเอียดการซิงโครไนซ์ของการออกแบบ ในบทความนี้เราศึกษาวิธีทำให้การออกแบบเทียบเท่าคลื่นไซน์และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการซิงโครไนซ์ PWM ที่ถูกต้องในอินเวอร์เตอร์ที่เกี่ยวข้อง

การซิงโครไนซ์ Sine Wave PWM กับอินเวอร์เตอร์

เครื่องกำเนิดรูปคลื่นไซน์เวฟที่เทียบเท่า RMS อย่างง่ายสามารถทำได้โดยใช้ IC 555 และ IC 4060 ดังแสดงในรูปต่อไปนี้

จากนั้นสามารถใช้การออกแบบนี้เพื่อให้อินเวอร์เตอร์สร้างรูปคลื่นเทียบเท่าคลื่นไซน์ที่เอาต์พุตและข้ามสายเมนที่เชื่อมต่อ

โปรเซสเซอร์ PWM แต่ละตัวเหล่านี้จะต้องใช้สำหรับโมดูลอินเวอร์เตอร์ที่ซ้อนกันได้แต่ละโมดูลแยกกัน

อัพเดท: ดูเหมือนว่าโปรเซสเซอร์ PWM ตัวเดียวสามารถใช้ร่วมกันได้สำหรับการสับฐานทรานซิสเตอร์ทั้งหมดโดยที่ฐาน MJ3001 แต่ละฐานเชื่อมต่อกับตัวรวบรวม BC547 เฉพาะผ่านไดโอด 1N4148 แต่ละตัว ทำให้การออกแบบง่ายขึ้นในระดับมาก

ขั้นตอนต่างๆที่เกี่ยวข้องกับวงจรกำเนิด PWM ข้างต้นสามารถเข้าใจได้ด้วยความช่วยเหลือของประเด็นต่อไปนี้:

ใช้ IC 555 เป็นตัวสร้าง PWM

IC 555 ถูกกำหนดค่าให้เป็นวงจรกำเนิด PWM พื้นฐาน เพื่อให้สามารถสร้างพัลส์เทียบเท่า PWM ที่ปรับได้ที่ RMS ที่ต้องการ IC ต้องใช้คลื่นสามเหลี่ยมที่รวดเร็วที่พิน 7 และศักย์อ้างอิงที่พิน 5 ซึ่งกำหนดระดับ PWM ที่ขาเอาต์พุต # 3

ใช้ IC 4060 เป็นเครื่องกำเนิดคลื่นสามเหลี่ยม

สำหรับการสร้างคลื่นสามเหลี่ยม IC 555 ต้องใช้คลื่นสี่เหลี่ยมที่ขา # 2 ซึ่งได้มาจากชิป IC 4060 oscillator

IC 4060 กำหนดความถี่ของ PWM หรือเพียงแค่จำนวน 'เสา' ในแต่ละรอบครึ่ง AC

IC 4060 ใช้เป็นหลักในการคูณเนื้อหาความถี่ต่ำของตัวอย่างจากเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์เป็นความถี่ที่ค่อนข้างสูงจากพิน # 7 โดยพื้นฐานแล้วความถี่ของตัวอย่างจะทำให้แน่ใจว่าการสับ PWM นั้นเท่ากันและซิงโครไนซ์สำหรับโมดูล invetrer ทั้งหมด นี่คือเหตุผลหลักว่าทำไม IC 4060 จึงถูกรวมไว้เป็นอย่างอื่น IC 555 อาจทำให้งานง่ายขึ้นแทน

ศักย์อ้างอิงที่ขา # 5 ของ IC 555 ได้มาจากตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าของ opamp ที่แสดงอยู่ทางด้านซ้ายสุดของวงจร

ตามชื่อที่แสดงให้เห็นว่า opamp นี้ให้แรงดันไฟฟ้าเท่ากันที่พิน # 6 ซึ่งปรากฏที่ขา # 3 .... อย่างไรก็ตามการจำลองพิน # 6 ของพิน # 3 นั้นได้รับการบัฟเฟอร์อย่างดีดังนั้นจึงมีความสมบูรณ์มากกว่า คุณภาพของพิน 3 และนั่นคือเหตุผลที่แท้จริงของการรวมขั้นตอนนี้ไว้ในการออกแบบ

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10 k ที่เชื่อมโยงที่พิน 3 ของ IC นี้ใช้สำหรับปรับระดับ RMS ซึ่งในที่สุดจะปรับ PWM เอาต์พุต IC 555 ให้อยู่ในระดับ RMS ที่ต้องการ

จากนั้น RMS นี้จะถูกนำไปใช้กับฐานของอุปกรณ์จ่ายไฟเพื่อบังคับให้พวกมันทำงานในระดับ PWM RMS ที่ระบุซึ่งจะทำให้เอาท์พุต AC ได้รับคลื่นไซน์บริสุทธิ์เช่นแอตทริบิวต์ผ่านระดับ RMS ที่ถูกต้อง สิ่งนี้อาจได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมโดยใช้ตัวกรอง LC ในขดลวดขาออกของหม้อแปลงทั้งหมด

ส่วนถัดไปและส่วนสุดท้ายของวงจรอินเวอร์เตอร์แบบซิงโครไนซ์แบบวางซ้อนกันได้ 4kva นี้มีรายละเอียดคุณสมบัติการแก้ไขโหลดอัตโนมัติเพื่อให้อินเวอร์เตอร์ส่งมอบและรักษาจำนวนวัตต์ที่ถูกต้องในสายไฟเมนเอาต์พุตตามการสลับโหลดที่แตกต่างกัน

จนถึงขณะนี้เราได้กล่าวถึงข้อกำหนดหลักสองข้อสำหรับวงจรอินเวอร์เตอร์แบบเรียงซ้อน 4kva แบบซิงโครไนซ์ที่เสนอซึ่งรวมถึงการซิงโครไนซ์ความถี่เฟสและ PWM ในอินเวอร์เตอร์ดังนั้นการที่อินเวอร์เตอร์ล้มเหลวจึงไม่มีผลกับส่วนที่เหลือในแง่ของพารามิเตอร์ข้างต้น .

ขั้นตอนการแก้ไขโหลดอัตโนมัติ

ในบทความนี้เราจะพยายามหาคุณสมบัติการแก้ไขโหลดอัตโนมัติซึ่งอาจเปิดใช้งานการเปิดหรือปิดอินเวอร์เตอร์ตามลำดับเพื่อตอบสนองต่อสภาวะโหลดที่แตกต่างกันในสายไฟเมนเอาต์พุต

เครื่องเปรียบเทียบรูปสี่เหลี่ยมอย่างง่ายโดยใช้ LM324 IC สามารถใช้สำหรับการปรับใช้การแก้ไขภาระตามลำดับอัตโนมัติตามที่ระบุในแผนภาพต่อไปนี้:

ในรูปด้านบนเราจะเห็นตัวเลือกสี่ตัวจาก IC LM324 ที่กำหนดค่าเป็นตัวเปรียบเทียบสี่ตัวที่แยกจากกันโดยมีอินพุตที่ไม่กลับด้านของพวกเขาที่ยึดด้วยค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าแต่ละรายการในขณะที่อินพุตกลับด้านทั้งหมดอ้างอิงด้วยแรงดันไฟฟ้าซีเนอร์คงที่

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่เกี่ยวข้องได้รับการปรับเปลี่ยนเพื่อให้ opamps ผลิตเอาต์พุตสูงตามลำดับทันทีที่แรงดันไฟหลักสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ..... และในทางกลับกัน

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นทรานซิสเตอร์ที่เกี่ยวข้องจะเปลี่ยนไปตามการเปิดใช้งาน opamp

นักสะสมของ BJT ที่เกี่ยวข้องเชื่อมต่อกับพิน # 3 ของ opamp IC 741 ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าซึ่งใช้ในขั้นตอนการควบคุม PWM และสิ่งนี้บังคับให้เอาต์พุตของ opamp ต่ำหรือเป็นศูนย์ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ปรากฏขึ้น ที่ขา # 5 ของ PWM IC 555 (ตามที่กล่าวไว้ในตอนที่ 2)

เมื่อใช้พิน # 5 ของ IC 555 กับลอจิกศูนย์นี้บังคับให้ PWM แคบที่สุดหรือที่ค่าต่ำสุดซึ่งทำให้เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เฉพาะนั้นเกือบจะปิดตัวลง

การดำเนินการข้างต้นพยายามทำให้เอาต์พุตคงที่ให้อยู่ในสภาพปกติก่อนหน้านี้ซึ่งจะบังคับให้ PWM กว้างขึ้นอีกครั้งและการชักเย่อหรือการสลับตัวบ่งชี้ opamps อย่างต่อเนื่องทำให้เอาต์พุตมีเสถียรภาพมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อตอบสนองต่อ รูปแบบของโหลดที่แนบมา

ด้วยการแก้ไขโหลดอัตโนมัตินี้นำมาใช้ภายในวงจรอินเวอร์เตอร์แบบวางซ้อนกันได้ 4kva ที่นำเสนอเกือบจะทำให้การออกแบบสมบูรณ์ด้วยคุณสมบัติทั้งหมดที่ผู้ใช้ร้องขอในส่วนที่ 1 ของบทความ