Se sei già registrato           oppure    

Orario: 29/03/2024 16:31:12  

 

Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Solare Fotovoltaico

VISUALIZZA L'ALBUM

Pagine: (25)   [1]   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  ...>    (Ultimo Msg)


Inverter LF 3Kva / 6Kva Sin pura, Costruiamoci un buon inverter
FinePagina

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 23/08/2016 17:08:00

Inizio questa discussione dividendo due tipologie di inverter sinusoidali puri che sono:
- Inverter sin pura (HF)
- Inverter sin pura LF
Inizio parlando degli inverter classici che troviamo in commercio, che sono HF (High Frequency).
Questi inverter trasformano la bassa tensione continua (12V, 24V, 48V) in una tensione continua tra i 350V e i 400V tramite trasformatori switching in alta frequenza, quindi molto più piccoli, più efficenti e di più facile costruzione in quanto pilotati con circuiti ON/OFF perfetti per i mosfet di potenza.
Con questa tensione di 400V raddrizzati ad alta efficenza (in uscita abbiamo un onda quadra e non sinusoidale) e livellati con dei buoni condensatori (parte critica degli apparati cinesi che in qualche modo devono risparmiare ) che tramite un circuito, degli IGBT e un buon filtro di uscita ricrea la sinusoide pura a 50 Hz 220V.
In questo modo il circuito che ricrea la sinusoide lavora con correnti basse (intorno ai 14A per un 3Kva) ma con tensioni di 400V e per questo motivo si usano gli IGBT anche se i loro tempi di comuttazione ON/OFF sono molto lenti rispetto ai mosfet, e questo comporta minor campionamenti possibili della sinusoide.
Con questo tipo di inverter è possibile inniettare da rete elettrica una tensione di 320V continui (raddrizzando e livellando la linea 220 della rete elettrica) e tramite diodo parallelarsi ai 350V / 400V dello stadio survultore switching per ottenere una continuità di alimentazione 220Vca in uscita sia da batterie/pannelli che da rete elettrica senza commutatori.

Ora il lato negativo!
Purtroppo questo tipo di inverter è molto critico su carichi induttivi, capacitivi e a quelli con rapidi picchi di assorbimento, che ne pregiudica il funzionamento distruggendo gli IGBT finali, che cortocircuitandosi portano la 400V continua sulla linea 220Vca di uscita per brevi istanti (fin quando intervengono i fusibili, cioè molto)e nella maggior parte dei casi bruciando quasi tutti gli apparati elettronici collegati alla rete.
Si può ovviare a questo inconveniente mettendo subito dopo il magnetotermico del quadro in casa un Varistore (o doppio diodo zener) da 250V e un fusibile collegato in questo modo:
all'uscita dei morsetti del magneto termico collegare su un ramo un fusibile da 16A (per 3Kw) e tra l'uscita del fusibile e l'altro ramo il varistore ai capi del quale abbiamo la linea rete per alimentare l'utenza.
In questo modo si salvano molti degli apparati domestici, ma putroppo l'inverter sarà da buttare in quanto saltando gli IGBT, salta inevitabilmente il circuito di generazione sinusoide, dopodichè per via del cortocircuito sul secondario da 400V, salteranno tutti o quasi i finali Mosfet del survultore switching, che faranno saltare i pre finali del circuto di pilotaggio (non sempre) se i fusibili di ingresso sono troppo lenti nel saltare.

Fine 1 parte

Master Digit




Immagine Allegata: Inverter HF.jpg
 
ForumEA/M/Inverter HF.jpg



---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

Luca450Mhz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:3204

Stato:



Inviato il: 23/08/2016 17:44:13

Interessante!!



---------------
Pannelli: 6975 Wp (poli e mono). Inverter UPS PSW7 6kW 48V toroidale con switch comandato dal mio sistema di domotica (RaspberryPi + vari Wemos D1 Mini - ESP8266). Regolatore di carica: Mpp Solar PCM8048.
Batterie: 24 elementi trazione pesante 315Ah C5 48V.

 

Bolle

Avatar
GigaWatt


Gruppo:AMMINISTRATORE
Messaggi:9368

Stato:



Inviato il: 23/08/2016 20:30:48



---------------
Un risultato se non è ripetibile non esiste (by qqcreafis).

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 24/08/2016 00:39:49

L'immagine allegata sopra, riporta il famoso circuito EG8010 che si occupa di fornire la 220Vca sinusoidale partendo da una tensione continua di 350V / 400V ottenuta dal primo stadio survultore alimentato a 24V o 48V ad onda quadra.
Di solito questo stadio viene costruito con più trasformatori per ovviare alle alte correnti presenti sul primario.
Alcuni modelli che ho hanno 2 trasformatori switching da 1500W (inverter da 3Kw), mentre un altro modello ne monta addirittura 6 da 500W (inverter da 3Kw) risultando ottimo per il rendimento in quanto ogni stadio lavora con correnti che non superano i 25A a 24V, però sono più suscettibili a distruzione in quanto quando si verifica il cortocircuito degli IGBT sul secondario dei trasformatori switching, questo corto deve essere supportato sul primario da mosfet per 500W, mentre in quello con 2 trasformatori questi mosfet supportano 1500W! ed hanno quindi più possibilità di salvarsi prima che intervengano i fusibili.
Un unico trasformatore switching da 3Kw non viene fatto in quanto lavorando in alta frequenza (HF) gli avvolgimenti sul primario non si potrebbero fare; più si sale in frequenza, più sale la reattanza dell'avvolgimento, quindi diminuisce la corrente che circola nel trasformatore, ergo per ottenere la stessa potenza le spire devono essere meno e con 125A per 3Kw a 24V che devono scorrere sul primario devi fare una spira con una lastra di rame diminuendo il rendimento del trasformatore visto che i fili di collegamento verso il trasformatore con una corrente di 125A a 50Khz avrebbero una perdita enorme.
L'ideale sarebbe quello da 6 trasformatori switching ma con mosfet da 1500W

Fine 2 parte

Master Digit



---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 24/08/2016 01:32:37

La famosa schedina EG8010 monta tutti i componenti necessari per il pilotaggio di mosfet o IGBT atti a ricreare una sinusoide con segnali PWM (ON/OFF)a frequanza fissa e dutycicle variabile, quindi con questa schedina, qualche resistenza e minimo 4 mosfet o IGBT si può ottenere un buon inverter sinusoidale anche senza stadio survultore switching HF come nello schema di seguito che ho postato tempo fà in un altra discussione:

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/m/eg8010%20lf%20inverter.jpg

Questo è un semplice schema proposto dalla EG Microelectronics Corporation per ottenere un Inverter LF (Low Frequency) con pochissimi componenti.
Il microprocessore EG8010 puo essere settato tramite appositi piedini per crerare una sinusoide a 50Hz, 60Hz o 400Hz, ma il settaggio più importante è il DeatTime, cioè il tempo di attesa tra lo spengimento del mosfet con il Drain sul positivo di alimentazione e l'accensione del mosfet con il Drain collegato al Sourge del mosfet precedente.
Guardando le caratteristiche dei mosfet o IGBT che montiamo, dobbiamo verificare i tempi che occorrono per portarsi completamente in ON e completamente in OFF.
Il tempo per portarsi in ON è la somma del td(on) + tr che si trova nel datasheet del componente, mentre il tempo per portarsi in OFF è la somma del td(off) + tf ; per esempio il mosfet IRFB4110 impiega un tempo per portarsi in ON di 92 nS mentre per portarsi in OFF impiega 166 nS.
Da questo si deduce che prima di "accendere" il secondo mosfet IRFB4110, devo attendere almeno 74 nS (166-92) altrimenti mi trovo tutti e due i mosfet in conduzione e quindi cortocircuito l'alimentazione!!!
Di solito si usa un tempo di DeatTime maggiore, ciè nell'esempio precedente non 74 ns ma almeno 170 ns per essere sicuri.
Quando si lavora con gli IGBT i tempi di ON e OFF sono molto più lunghi rispetto ai mosfet, infatti il microprocessore EG8010 può essere settato per un DeadTime di 300 ns, 500 ns, 1 uS, 1.5 uS dove le utime due sono più indicate per gli IGBT (per inverter HF con survultore che lavora a 350V) mentre le prime due sono più indicate per i mosfet (per inverter LF con trasformatore 50Hz in uscita).

Quindi abbiamo detto tutto?...tutto quì....abbiamo finito???
No, purtroppo questo tipo di inverter ha dei controlli, ma ha una pecca!
- Controlla la corrente che scorre sul trasformatore e che attraversa i mosfet o gli IGBT (in questo caso i mosfet perchè lavora a bassa tensione 24V o 48V ma ad alta corrente) e interdice tutti i mosfet in caso di picco di sovraccorrente proteggendo, per quanto possibile, i mosfet, scrivo "per quanto possibile" in quanto i tempi di reazione sono dettati dal tempo che occorre alla tensione che si crea sulla resistenza di shunt per caricare il condensatore di livellamento, al tempo di intervento dell'algoritmo scritto nel microprocessore EG8010, al tempo di intervento dei piloti dei mosfet e al tempo di RDS off dei mosfet.

- Controlla la tensione in uscita in base ai carichi applicati cercando di mantenerla ai valori prefissati (220Vca) sempre con tempi dettati da quanto sopra descritto.

- Punto dolente è che non controlla la distorsione della sinusoide che crea e che si ha in uscita quando si hanno rapidi spike o quando si hanno carichi non puramente resistivi, cioè nella maggior parte dei casi.

Fine 3 parte

Master Digit



Modificato da Bolle - 24/08/2016, 17:05:32


---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

farstar1965

Avatar
KiloWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:293

Stato:



Inviato il: 24/08/2016 07:40:14

👏👏👏👏👏👏



---------------
Più impari più ti rendi conto di quanto sei ignorante.

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 31/08/2016 19:31:56

Ora veniamo al nostro inverter da me pensato ispirandomi agli amplificatori audio in classe D.

Perchè un amplificatore audio?
Perchè in grado di riprodurre una sinusoide perfetta a 50Hz con bassissima distorsione (THD)molto, ma molto più perfetta di quella creata con il modulino cinese.

Perchè in classe D?
Perchè il rendimento di un ampli in classe D è tra il 95% e il 98% (in base al filtro di uscita) reali come un inverter LF di ottima qualità.

Lo schema che propongo e che descriverò pezzo per pezzo di seguito è il seguente:



Immagine Allegata: INVERTER LF.jpg
 
ForumEA/M/INVERTER LF_1.jpg



---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 31/08/2016 21:16:22

Allego qui l'immagine dello schema per poter essere scaricata e zummata nei particolari:

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/P/INVERTER%20LF.png



LINK SCHEMA

Questo il file txt con la lista componenti:
LINK LISTA COMPONENTI

Il cuore di tutto è IC1 che non è un microprocessore come oggi siamo abituati a vedere, ma è un integrato dedicato che si chiama HIP4080A come potete vedere nel file lista componenti.

La funzione di questo integrato la vedremo più avanti, partiamo dall'inizio per capire come per prima cosa generare un segnale sinusoidale a 50Hz.

Lo stadio che si occupa di questa cosa è quello composto da Q3/Q4, le Resistenze R33/R34/R35/R36, dal trimmer R30 e dai condensatori C19/C20/C21.

Questo stadio altro non è che un oscillatore a ponte di Wien in grado di generare all'uscita dell'amplificatore operazionale IC3D, usato come separatore dallo stadio oscillatore per garantirne stabilità, una sinusoide perfetta!

Questo segnale sinusoidale viene poi mixato con il segnale proveniente dall' amplificatore operazionale IC3C (segnale di retroazione che vedremo più avanti) attraverso il mixer composto da R16/R17/R18, C6 e dall' amplificatore operazionale IC3B, ed il segnale uscente finisce attraverso R15 nell'ingresso del cuore IC1 al Pin7.

1° parte inverter LF Master Digit



Modificato da master digit - 21/12/2016, 23:00:46


---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

qqcreafis

Avatar
PetaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:10028

Stato:



Inviato il: 01/09/2016 22:30:05


CITAZIONE

L'ideale sarebbe quello da 6 trasformatori switching ma con mosfet da 1500W
no solo tante spire in parallelo


piccolo problema un trasformatore a 50Hz da 3KW costa uno sprofondo, forse quello di una saldatrice...


il grosso trasformatore se di poca qualità potrebbe avere molte perdite



Modificato da qqcreafis - 01/09/2016, 22:38:14


---------------
ODE AD UNO STUDENTE MERITEVOLE (Sermone)
Allora Xyz è stato bravo! noi dobbiamo riconoscere che è stato molto bravo, bisogna dirlo !
In un mondo dove tutto SEMBRA uguale a tutto.
In un mondo dove chi abbruttisce la dignità dell’intelligenza umana si arroga meriti.
In un mondo in cui si dice che i giovani non hanno speranza perché “tanto non troveranno lavoro” perché tanto non “non avranno la pensione”.
Xyz è stato bravo! ha capito tutto, ha fatto un compito perfetto.
Xyz ci da una SPERANZA.
Xyz non ha seguito le falsità che ci circondano.
Xyz si è impegnato ed è riuscito nel suo intento.

 

ecologix1971

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4165

Stato:



Inviato il: 02/09/2016 21:31:37

ottimo lavoro master digit, complimenti

 

BellaEli

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:3286

Stato:



Inviato il: 03/09/2016 02:01:24

Classe D vs Microprocessore... bel dilemma !!!

In ogni caso non posso certo non complimentarmi per il lavoro svolto: Faccine/Smileys_0006.gif Faccine/Smileys_0006.gif Faccine/Smileys_0006.gif !!!

La soluzione con amplificatore in Classe D la trovo molto valida e funzionale, risolve in un colpo solo molti problemi e grattacapi in maniera elegante, precisa e, sopratutto, economica !!!

Inoltre credo che sulla baya si trovino dei finali di potenza in Classe D, dalla Cina, a 4 soldi che sono solo da montare su dissipatore !

Per una prima realizzazione homemade dovrebbe essere migliore della scheda EG 8010...

L'unica cosa che manca è un bel micro che gestisce tutto il resto: protezioni, misurazioni, ventole, etc..

Credo che non sia per nulla semplice superare un Classe D con Microprocessore !!!

Elix



---------------
C'è un limite al fai da te ???
Si, ma lo stabiliamo noi !!!

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 03/09/2016 13:46:34

CITAZIONE (qqcreafis, 01/09/2016 22:30:05 ) Discussione.php?213931&1#MSG8


CITAZIONE
L'ideale sarebbe quello da 6 trasformatori switching ma con mosfet da 1500W
no solo tante spire in parallelo


Si, giusto, tante spire in parallelo, ma pilotate singolarmente!
per capirci megli immagina di dover illuminare un ambiente con una sola lampada da 3000W, l'interruttore di accensione deve sopportare questa potenza come anche i cavi di collegamento, mentre se illumini con 6 lampade da 500W i fili e gli interruttori lavorano più tranquilli anche se il risultato finale è identico, anche di prezzo in quanto un interruttore da 3Kw costa più di uno da 500w, stessa cosa per i cavi.

CITAZIONE
piccolo problema un trasformatore a 50Hz da 3KW costa uno sprofondo, forse quello di una saldatrice...
il grosso trasformatore se di poca qualità potrebbe avere molte perdite


Questo è il punto dolente di tutti gli inverter LF, purtroppo in Europa costano, e quindi compriamo gli inverter cinesi che contengono un trasformatore toroidale di buona fattura, ad un prezzo totale dell'inverter che da noi non basta neanche per comprare il solo trasformatore!

Sto cercando vecchi miei contatti di amici che un tempo mi avvolgevano dei trasformatori di disaccoppiamento, per valutare i costi.

In ogni caso costruirsi da soli un apparato oggi, sicuramente costa più di comprarlo già fatto, però sai come riparartelo da solo e sicuramente, come in questo caso, hai un prodotto migliore di quel che trovi in commercio!

Master Digit



Modificato da master digit - 04/09/2016, 20:55:21


---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 03/09/2016 14:04:51

CITAZIONE (BellaEli, 03/09/2016 02:01:24 ) Discussione.php?213931&1#MSG10


L'unica cosa che manca è un bel micro che gestisce tutto il resto: protezioni, misurazioni, ventole, etc..

Credo che non sia per nulla semplice superare un Classe D con Microprocessore !!!

Elix


Ciao Elix,
Grazie per i complimenti.
Lo schema è ben raggionato, ma può sfuggire sempre un qualcosa, per questo motivo, quando avrò finito la descrizione di funzionamento sarà per me un piacere accogliere indicazioni dal forum per poter ottenere uno schema perfetto per poi postare i file Gerber per realizzare lo stampato PCB ed avere un nostro Big Inverter made Energialternativa!

Per quanto riguarda le misure, serve sicuramente un microprocessore, ma per questo c'è già il mio progetto con PPTEA e Web Server postato qui: LINK da abinare!

Per le ventole, no problem, ci sono sensori di temperatura a interruttore in contenitore TO-220 tipo il KSD-01F D045C che switcha a 45 gradi.
LINK

Per le protezioni, ci pensa lo schema che ho postato, le vedremo poi nella descrizione degli stadi che farò.

Master Digit



---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 03/09/2016 14:22:00

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/P/INVERTER%20LF.png



Veniamo ora allo stadio oscillatore composto da IC2A/IC2B/IC2C, da C1, dalle R1/R2/R3/R4 e il trimmer R5.
Questo stadio genera un onda triangolare, per via della retroazione contraria riportata in ingresso attraverso R4, di 50Khz, frequenza determinata dal trimmer R5 e dal condensatore C1.
Quest'onda triangolare viene immessa nel pin 6 del IC1 per essere comparata con il segnale sinusoidale in arrivo nel pin 7 di IC1, come visibile nello schema interno dell'HIP4080 (IC1) qui di seguito:

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/M/HIP4080.jpg



2 parte inverter LF Master Digit



Modificato da master digit - 21/12/2016, 23:02:31


---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 

master digit

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1425

Stato:



Inviato il: 03/09/2016 15:43:20

All'interno di IC1 (HIP4080), come visibile nell'immagine del post precedente, è presente un comparatore analogico con due uscite digitali (on/off), una diretta ed una negata (inversa).

Se sull'ingresso pin 6 sarà presente una tensione maggiore della tensione applicata al pin 7, sull'uscita diretta del comparatore sara presente un livello logico 1 mentre sull'uscita negata un livello logico 0.
Se sull'ingresso pin 6 sarà presente una tensione minore della tensione applicata al pin 7, sull'uscita diretta del comparatore sara presente un livello logico 0 mentre sull'uscita negata un livello logico 1.

Nel seguente grafico è illustrata questa situazione per una migliore comprensione:

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/M/Comparatore.jpg



In questo modo si crea, attraverso i mosfet, un onda quadra della frequenza inserita nel pin 6 (50Khz) con DutyCicle variabile in base alla tensione presente sul pin 7.
Questa frequenza opportunamente filtrata e livellata seguirà fedelmente la tensione presente sul pin 7 che nel nostro caso è la sinusoide a 50Hz con una precisione di 1000 campionamenti (50Khz/50Hz=1000).

3 parte inverter LF Master Digit



---------------
Sono sempre disponibile...quando ci sono!

 
 InizioPagina
 

Pagine: (25)   [1]   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  ...>    (Ultimo Msg)

Versione Mobile!

Home page       TOP100-SOLAR      Home page forum