Синхронизовани 4ква претварач који се може слагати

Овај први део предложеног 4ква синхронизован склопиви круг претварача расправља о начину примене кључне аутоматске синхронизације на 4 претварача с обзиром на фреквенцију, фазу и напон како би претварачи радили неовисно једни од других, а истовремено постигли излаз који је у међусобном рангу.

Идеју је затражио господин Давид. Следећи разговор путем е-поште између њега и мене детаљно описује главне спецификације предложеног синхронизованог склопивог претварача 4ква.

Емаил # 1

Здраво Свагатам,

Прво сам хтео да вам се захвалим на вашем доприносу свету, информације и најважније ваша спремност да поделите своје знање како бисте помогли другим људима су по мом мишљењу непроцењиве вредности из многих разлога.

Желео бих да побољшам неке кругове које сте поделили како би одговарали мојим сопственим циљевима, нажалост, иако разумем шта се дешава у круговима, недостаје ми креативности и знања да бих и сам извршио измене.

Генерално могу да пратим кола ако су мала и видим где се спајају / повезују у веће шеме.

Ако бих могао, желео бих да покушам да објасним шта бих желео да постигнем, иако нисам ни у каквој илузији да сте врло заузета особа и да не бих желео да непотребно одузимам своје драгоцено време.

Коначни циљ био би да желим да изградим (саставим компоненте) микро мреже са више извора обновљиве енергије, користећи соларне ПВ, ветрењаче и биодизелске генераторе.

Први корак су побољшања соларног ПВ претварача.

Желео бих да користим ваш претварач са чистим синусним таласом од 48 волти способан да одржава константни излаз од 2кВ 230В, он мора бити у стању да испоручи најмање 3 пута већи излаз за врло кратко време.

Кључна модификација коју желим да постигнем је да створим одређени број ових претварача који раде паралелно и повезани са сабирницом наизменичне струје.

Желио бих да сваки претварач самостално и непрестано узоркује напон сабирнице наизменичне струје за фреквенцију, напон и струју (оптерећење).

Назват ћу ове претвараче славе јединицама.

Идеја да су инвертни модули биће „плуг анд плаи“.

Претварач који је једном повезан на сабирницу наизменичне струје непрекидно би узорковао / мерио фреквенцију на шини наизменичне струје и користио ове информације за погон улаза 4047 ИЦ тако да његов излаз такта може бити напредан или ретардиран све док тачно не клонира фреквенцију на трака АЦ сабирнице када се два облика таласа синхронизују, претварач ће затворити контактор или релеј који повезује излазни ступањ инверте са шином сабирнице наизменичне струје.

У случају да се фреквенција на шипки или напон помери изван унапред утврђене толеранције, модул претварача треба да отвори релеј или склопник на излазном ступњу, ефикасно одвајајући излазни ступањ претварача од наизменичне струје да би се заштитио.

Поред тога, када су спојене на шину сабирнице наизменичне струје, помоћне јединице ће прећи у стање мировања или ће бар излазни ступањ претварача спавати, док је оптерећење на шипки мање од збира свих помоћних претварача. Замислите да постоје 3 помоћна претварача која су причвршћена на шину сабирнице наизменичне струје, међутим оптерећење шипке је само 1,8 кВ, а друга два помоћна уређаја би отишла на спавање.

Узајамно би такође било тачно да би се, ако оптерећење шипке скочи на 3кВ, један од уснулих инверта тренутно пробудио (већ је синхронизован) да би испоручио додатно потребну енергију.

Претпостављам да би неки велики кондензатори на сваком излазном ступњу испоручивали потребну енергију док претварач има врло кратак тренутак док се буди.

Било би пожељно (само по мом мишљењу) не међусобно директно повезивање сваког претварача, већ да они буду независно аутономни.

Желим да покушам да избегнем микроконтролере или међусобну проверу грешака или грешака јединица или јединица које имају „адресе“ у систему.

У свом уму претпостављам да би први повезани уређај на магистралној траци наизменичне струје био врло стабилан референтни претварач који је стално повезан.

Овај референтни претварач пружио би фреквенцију и напон које би друге помоћне јединице користиле за стварање властитих одговарајућих излаза.

Нажалост, не могу да се сетим како бисте могли да спречите повратну петљу у којој би подређене јединице потенцијално могле да постану референтне јединице.

Изван опсега ове е-поште имам неколико малих генератора које бих желео да повежем на траку сабирнице наизменичне струје синхронизујући се са референтним претварачем за напајање енергијом у случају да оптерећење премаши максимални излазни капацитет једносмерне струје.

Свеукупна претпоставка је да би оптерећење приказано на магистралној сабирници наизменичне струје одредило колико претварача и на крају колико генератора би се било аутономно повезало или одвојило како би удовољило потражњи, јер би то, надамо се, уштедело енергију или бар не трошило енергију.

Систем који је у потпуности изграђен од више модула, тада би могао бити проширив / контрактибилан, као и робустан / еластичан, тако да би, ако би неко или можда две јединице заказале, систем и даље функционисао, свеједно смањеног капацитета.

Приложио сам блок шему и засад искључио пуњење батерије.

Планирам да напуним батерију из АЦ магистрале и исправим до 48В једносмерне струје на овај начин да могу да пуним из генератора или обновљивих извора енергије, препознајем да ово можда није толико ефикасно као коришћење ДЦ мппт-а, али мислим да губим у ефикасности, добивам у флексибилности. Живим далеко од града или комуналне мреже.

За референцу, постојало би минимално константно оптерећење на сабирничкој шини од 2кВ, иако би вршно оптерећење могло порасти за чак 30кВ.

Мој план је да првих 10 до 15кВ обезбеде соларни ПВ панели и две ветрењаче од 3кВ (вршне), ветрењаче су дивље исправљене на једносмерну струју и батерија од 48А од 1000Ах. (Што бих желео да избегнем да испразни / испразни више од 30% свог капацитета како би осигурао век трајања батерије), преостали ретки и врло испрекидани захтеви за енергијом би били задовољени од мојих генератора.

Ово ретко и испрекидано оптерећење долази из моје радионице.

Размишљао сам о томе да би било паметно направити батерију кондензатора за руковање или прихватање системског попуштања било каквих струја покретања индуктивног оптерећења, као што је мотор на мом ваздушном компресору и стоној тестери.

Али тренутно нисам сигуран да ли постоји бољи / јефтинији начин.

Ваше мисли и коментари би били изузетно цењени и цењени. Надам се да ћете имати времена да ми се обратите.

Хвала вам на времену и пажњи унапред.

Поздрав, Давид Сент са мог БлацкБерри® бежичног уређаја

Мој одговор

Здраво Давиде,

Прочитао сам ваш захтев и надам се да сам га тачно разумео.

Од 4 претварача, само један би имао свој генератор фреквенције, док би други радио извлачењем фреквенције из овог главног излаза претварача, и тако би сви били синхронизовани једни с другима и са спецификацијама овог главног претварача.

Покушаћу да га дизајнирам и надам се да ради како је очекивано и према вашим поменутим спецификацијама, међутим имплементацију ће морати обавити стручњак који треба да буде способан да разуме концепт и да га модификује / доради до савршенства ма где он могао бити потребан .... иначе успех са овим релативно сложеним дизајном може постати изузетно тежак.

Могу да вам представим само основни концепт и шему .... остало ће морати обавити инжењери с ваше стране.

Можда ће ми требати неко време да то довршим, јер већ имам много захтева на чекању у реду ... Обавестићу вас као сина како је објављено

С поштовањем, Сваг

Емаил # 2

Здраво Свагатам,

Хвала вам пуно на врло брзом одговору.

То није баш оно што сам имао на уму, али свакако представља алтернативу.

Мислио сам да би свака јединица имала два подкруга за мерење фреквенције, један који гледа фреквенцију на магистралној сабирници наизменичне струје и ова јединица се користи за стварање импулса такта за претварач синусног генератора.

Други поткруг за мерење фреквенције би гледао на излаз из претварача синусног генератора.

Могао би постојати коло за упоређивање које би можда користило опаматски низ који би се враћао у сигнални импулс генератора синусног таласа претварача да би унапредио сигнал сата или успорио сигнал сата док излаз из генератора синусног таласа није тачно одговарао синусном таласу на АЦ траци .

Једном када се фреквенција излазног ступња претварача поклапа са фреквенцијом шине сабирнице наизменичног напона, постојао би ССР који би затворио повезивање излазног ступња претварача на шину наизменичне струје, пожељно у тачки преласка нуле.

На тај начин било који модул претварача може отказати и систем ће наставити да функционише. сврха главног претварача била је да од свих модула претварача никада неће ићи у стање мировања и да ће пружити почетну фреквенцију наизменичног напона. међутим, ако не успе, то неће утицати на остале јединице све док је једна била „на мрежи“

Подређене јединице би се требале искључити или покренути како се оптерећење мења.

Ваше запажање је било тачно. Ја нисам човек из „електронике“. Ја сам инжењер машинства и електротехнике. Радим са великим постројењима попут расхладних уређаја, генератора и компресора.

Како овај пројекат напредује и постаје све опипљивији, да ли бисте били спремни и прихватили новчани поклон? Немам много, али можда бих могао да поклоним нешто новца путем паипала да помогнем у подношењу трошкова хостинга ваше веб странице.

Хвала још једном.

Радујем се унапред вестима од тебе.

намасте

Давид

Мој одговор

Хвала Давиде,

У основи желите да претварачи буду међусобно синхронизовани у погледу фреквенције и фазе, а такође сваки од њих може да постане главни претварач и преузме пуњење, у случају да претходни из неког разлога закаже. Јел тако?

Покушаћу да то поправим било којим знањем и неким здравим разумом, а не применом сложених ИЦ-а или конфигурација.

Поздрав Сваг

Емаил # 3

Здраво Сваг,

То је то у љусци ораха, узимајући у обзир један додатни захтев.

Како оптерећење опада, претварачи прелазе у еколошки режим или режим приправности, а како се оптерећење повећава или повећава, они се буде да задовоље потребе.

Волим приступ са којим идеш ...

Пуно вам хвала што сте ме пажљиво оценили.

Намасте

С поштовањем

Давид

Дизајн

Као што је захтевао господин Давид, предложени склопови склопних претварача снаге са 4 квада морају бити у облику 4 одвојена круга претварача, који се могу сложити на одговарајући начин у међусобној синхронизацији ради напајања исправне количине саморегулационе снаге на повезане оптерећења, у зависности од начина укључивања и искључивања тих оптерећења.

АЖУРИРАЊЕ:

Након мало размишљања схватио сам да дизајн заправо не треба бити превише компликован, већ би се могао применити помоћу једноставног концепта као што је приказано доле.

Само ИЦ 4017 заједно са припадајућим диодама, транзисторима и трансформатором мораће да се понови за потребан број претварача.

Осцилатор ће бити један комад и може се делити са свим претварачима интегришући његов пин3 са пин14 ИЦ 4017.

Коло повратне спреге мора бити прецизно подешено за појединачне претвараче, тако да се опсег одсека тачно подудара са свим претварачима.

Следећи дизајн и објашњења могу се занемарити јер је много лакша верзија већ ажурирана горе

Синхронизација претварача

Главни изазов овдје је омогућити да сваки од помоћних претварача буде синкронизиран с главним претварачем све док главни претварач ради, а у случају (иако мало вјеројатног) да главни претварач закаже или престане радити, сљедећи претварач преузима пуни и постаје сам главни претварач.
А у случају да други инвеститор такође закаже, трећи претварач преузима наредбу и игра улогу главног претварача.

Заправо, синхронизација претварача није тешка. Знамо да се то лако може урадити помоћу ИЦ-а попут СГ3525, ТЛ494 итд. Међутим, тежак део дизајна је осигурати да, ако главни претварач закаже, један од осталих претварача може брзо постати главни.

И ово треба извршити без губитка контроле над фреквенцијом, фазом и ПВМ-ом, чак и за делић секунде, и са глатким прелазом.

Знам да могу бити много боље идеје, најосновнији дизајн за испуњавање поменутих критеријума приказан је на следећем дијаграму:

На горњој слици можемо видети неколико идентичних фаза, где горњи претварач # 1 формира главни претварач, док доњи претварач # 2 славе.

Више ступњева у облику претварача # 3 и претварача # 4 требало би да буде додато у поставку на исти идентичан начин интегрирањем ових претварача са њиховим индивудуалним фазама оптичког спрежника, али ступањ опампа не треба понављати.

Дизајн се првенствено састоји од осцилатора заснованог на ИЦ 555 и круга флип флопа ИЦ 4013. ИЦ 555 је намештен да генерише фреквенције такта брзином од 100Хз или 120Хз које се напајају на тактни улаз ИЦ 4013, који га затим претвара у потребних 50Хз или 60Хз наизменичним окретањем својих излаза са логиком високо преко пина # 1 и пин # 2.

Ови наизменични излази се затим користе за активирање уређаја за напајање и трансформатора за генерисање предвиђених 220В или 120В АЦ.

Сада, као што смо раније говорили, кључно питање овде је синхронизација два претварача тако да могу да раде тачно синхронизовано, с обзиром на фреквенцију, фазу и ПВМ.

У почетку су сви укључени модули (склопиви кругови претварача) одвојено подешени са прецизно идентичним компонентама, тако да је њихово понашање савршено у међусобном односу.

Међутим, чак и са прецизно усклађеним атрибутима, не може се очекивати да претварачи раде савршено у синхронизацији, уколико нису повезани на неки јединствен начин.

То се уствари постиже интегрирањем претварача 'славе' кроз фазу опампа / оптопарника као што је назначено у горњем дизајну.

У почетку је главни претварач # 1 УКЉУЧЕН, што омогућава ступу опампа 741 да се напаја и покреће праћење фреквенције и фазе излазног напона.

Једном када се ово покрене, сви наредни претварачи се УКЉУЧУЈУ ради додавања снаге на мрежну мрежу.

Као што се може видети, излаз опампа повезан је с временским кондензатором свих помоћних претварача преко опто спојнице који присиљава помоћне претвараче да прате фреквенцију и фазни угао главног претварача.

Међутим, овде је занимљива чињеница закључавања опампа са тренутним информацијама о фази и фреквенцији.

То се догађа јер сви претварачи сада испоручују и раде на одређеној фреквенцији и фази од главног претварача, што подразумева да ће у случају да било који од претварача откаже, укључујући и главни претварач, опамп моћи брзо да прати и убризга тренутну фреквенцију / информације о фази и присиљавају постојеће претвараче да раде са овим спецификацијама, а претварач заузврат може одржавати повратне информације до ступња опампа како би учинио пријелазе непримјетним и самооптимизирајућим.

Стога се надамо да се позорница опампа брине за први изазов одржавања свих синтетизираних претварача који се могу слагати у савршену синхронизацију путем ЛИВЕ праћења доступних мрежних спецификација.

У следећем делу чланка научићемо синхронизовани ПВМ синусоидни ступањ , што је следећа кључна карактеристика горе поменутог дизајна.

У горњем делу овог чланка научили смо главни одељак синхронизованог склопивог претварача 4ква који објашњава детаље синхронизације дизајна. У овом чланку проучавамо како дизајн учинити синусним еквивалентом, а такође осигуравамо тачну синхронизацију ПВМ-а на укљученим претварачима.

Синхронизација синусног ПВМ-а преко претварача

Једноставни ефективни синусно-таласни генератор таласног облика са ПВМ-ом са ПВМ-ом може се направити коришћењем ИЦ 555 и ИЦ 4060, као што је приказано на следећој слици.

Овај дизајн се затим може користити за омогућавање претварачима да производе синусно таласни еквивалентни таласни облик на својим излазима и преко повезане мрежне линије.

Сваки од ових ПВМ процесора био би потребан за сваки од модула претварача који се могу слагати појединачно.

АЖУРИРАЊЕ: Чини се да се један ПВМ процесор може користити заједнички за уситњавање свих база транзистора, под условом да се свака база МЈ3001 повеже са одређеним колектором БЦ547 преко појединачне 1Н4148 диоде. Ово у великој мери поједностављује дизајн.

Различите фазе укључене у горе наведено коло генераторског ПВМ-а могу се разумети уз помоћ следеће тачке:

Коришћење ИЦ 555 као ПВМ генератора

ИЦ 555 је конфигурисан као основно коло ПВМ генератора. Да би могао генерирати подесиви ПВМ еквивалентни импулс на жељеном ефективном ефективном ефекту, ИЦ захтева брзе таласе троугла на свом пин7 и референтни потенцијал на свом пин5 који одређује ниво ПВМ-а на свом излазном пин-у # 3

Коришћење ИЦ 4060 као генератора таласа троугла

За генерисање троугластих таласа, ИЦ 555 захтева квадратне таласе на свом пин-у # 2, који се добија од ИЦ 4060 осцилаторног чипа.

ИЦ 4060 одређује фреквенцију ПВМ-а, или једноставно број 'стубова' у сваком од полуциклуса наизменичне струје.

ИЦ 4060 се углавном користи за множење узорка нискофреквентног садржаја из излаза претварача у релативно високу фреквенцију са његовог пина # 7. Учесталост узорковања у основи осигурава да је ПВМ сечење једнако и синхронизовано за све улазне модуле. То је главни разлог зашто је ИЦ 4060 укључен, иначе би други ИЦ 555 могао лако обавити посао.

Референтни потенцијал на пину бр. 5 ИЦ 555 добија се од следбеника напона опампа приказаног крајње лево од кола.

Као што му само име говори, овај опамп испоручује потпуно исту величину напона на свом пин-у # 6 који се појављује на његовом пин-у # 3 .... међутим репликација пин-а # 6 његовог пин-а # 3 је лепо баферисана, па је самим тим богатија од свог пин3 квалитета, и то је тачан разлог укључивања ове фазе у дизајн.

10 к унапред постављених поставки повезаних на пин3 овог ИЦ користи се за подешавање ефективног нивоа који на крају фино подешава излазне ПВМ-ове ИЦ 555 на жељени ефективни ниво.

Овај ефективни ефективни ефекат се затим примењује на основе енергетских уређаја како би их приморао да раде на наведеним ПВМ РМС нивоима, што заузврат доводи до тога да излазни АЦ добије тачан синусни атрибут попут исправног ефективног нивоа. Ово се може додатно побољшати применом ЛЦ филтера преко излазног намотаја свих трансформатора.

Следећи и последњи део овог синхронизованог круга претварача са слогом од 4 ква детаљно описује функцију аутоматске корекције оптерећења која омогућава претварачима да испоручују и одржавају тачну количину снаге преко излазне мреже у складу са променљивим пребацивањем оптерећења.

До сада смо покрили два главна захтева за предложени синхронизовани склопиви претварач од 4 ква, који укључује синхронизацију фреквенције, фазе и ПВМ-а преко претварача, тако да отказивање било ког претварача није имало утицаја на остатак у погледу горе наведених параметара .

Фаза аутоматске корекције оптерећења

У овом чланку ћемо покушати да схватимо функцију аутоматске корекције оптерећења која може омогућити узастопно укључивање или искључивање претварача као одговор на различите услове оптерећења преко излазне мрежне линије.

Једноставна четворокомпаратура која користи ЛМ324 ИЦ може се користити за спровођење аутоматске корекције секвенцијалног оптерећења како је приказано на следећем дијаграму:

На горњој слици можемо видети четири опампа са ИЦ ЛМ324 конфигурисана као четири одвојена компаратора са својим неинвертујућим улазима монтираним са појединачним унапред подешеним подешавањима, док су њихови инвертујући улази референцирани са фиксним зенер напоном.

Релевантне унапред подешене поставке једноставно се подешавају тако да опампери производе високе излазе у секвенци а чим мрежни напон пређе предвиђени праг ..... и обрнуто.

Када се то догоди, релевантни транзистори се пребацују у складу са активирањем опампа.

Колектори одговарајућих БЈТ-а повезани су са пином бр. 3 напона сљедбеника опамп ИЦ 741 који је запослен у фази ПВМ контролера, што присиљава излаз опампа да падне на нулу или на нулу, што заузврат доводи до појаве нултог напона на пину бр. 5 ПВМ ИЦ 555 (као што је разматрано у Делу 2).

Са применом пина 5 на ИЦ 555 са овом нултом логиком, присиљавају се ПВМ-ови да се постану најужи или на минималној вредности, што доводи до тога да се излаз тог одређеног претварача готово искључи.

Горње акције покушавају да стабилизују излаз на раније нормално стање што опет приморава ПВМ да се шири, а ово превлачење конопа или стално пребацивање опампса континуирано одржавају излаз што стабилнијим, као одговор на варијације прикључених терета.

Овом аутоматском корекцијом оптерећења која је имплементирана у предложеном претварачком кругу од 4ква који се може сложити, дизајн је готово комплетан са свим карактеристикама које је корисник затражио у 1. делу чланка.