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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Applicazioni E Realizzazioni Pratiche

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Homemade Inverter "modulo DC/AC"
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leonof
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Inviato il: 30/8/2013,15:40

Purtroppo io di elettronica sono 0 , quando il nostri guru dell'elettronica si convinceranno sarà un progetto davvero bellissimo.
Pensavo anche di resuscitare qualche vecchio brevetto di tesla , lui le cose le faceva bene , e soprattutto per durare!!!

 

ecologix1971

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Inviato il: 5/9/2013,00:09

ciao a tutti,
intervengo in merito all'uso degli elettrodomestici es.lavatrice, lavastoviglie, frigoriferi ecc. dove ci sono motori elettrici.

personalmente sono anni (dal 2005) che li alimento con inverter da 1200/2400 wp ad onda sinosoidale modificata.

quello che assorbe maggiormente sulle lavatrici e lavastoviglie e' il riscaldamento dell'acqua, quindi risolto quello di problema (immettendo acqua calda ad esempio con pannelli solari termici) il loro consumo e' molto basso, nell'odine di 300/350 wh per ciclo cotone ed ancora meno per programmi piu' corti.

per la lavastoviglie immetendo acqua calda i consumi sono ancora piu' bassi in quanto il motore e' una pompa e sforza molto meno ed i consumi si aggirano sui 100/150 wh per un ciclo quotidiano.

per quanto riguarda frigoriferi e congelatori il problema e' lo spunto che hanno in partenza dove l'assorbimento anche se instantaneo arriva ad essere circa 10 volte quello nominale e qui' entra in gioco la potenza di picco dell'inverter.

saluti ecologix1971

 

ElettroshockNow

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Inviato il: 29/10/2013,16:39

Omaggio dall'oriente .....
ForumEA/us/img843/6563/34k5.jpg
Cosè?
E' una scheda composta da un micro EG8010 che con una frequenza PWM di 25Khz riesce a ricreare un'onda sinusoidale pura.
Sempre sulla scheda troviamo gli ottimi driver pilota IR2110 e in questa specifica configurazione dei transistor di interblocco per garantire il salvaguardare dei finali in caso di avaria del micro ....

Il micro è in grado di generare 50Hz ..... 60Hz .... 0-100Hz .... 0-400Hz ...

Sicuramente il 50Hz .... ma ......

Se abbiamo un banco che non può garantirci carichi pesanti una possibile soluzione è la "No break power transfer " , che consiste nel parallelare per un millesimo di secondo le due sorgenti e successivamente passare alla rete senza nessun Blackout faccine/biggrin.gif

Ma si può fare oltre ?
Il sogno sarebbe OFFGRID fino ad 1KW e un ONGRID oltre ..... rientrando nella CEI021 ....

Chissà forse qualcuno ci ascolta e si mette in produzione faccine/laugh.gif

 

eliafino

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Inviato il: 29/10/2013,17:14

Proprio quello che avevo visto anche io, qualche post fa... faccine/happy.gif

l'home made sarebbe fattibile?



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ElettroshockNow

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Inviato il: 29/10/2013,17:38

faccine/tongue.gif che rimbambito che sono ...... mi era passato dalla mente che lo avevi postato, pardon ..
Cmq il modulo semplifica molto la parte che converte la 400 dc in 230Ac , anzi se uno si accontenta della 50Hz senza ulteriori funzioni ci pensa completamente lui (dispone anche di una uscita per un monitor LCD ).
Associato ad ottimi IGBT (cuore della robustezza) si ottiene un'ottimo convertitore .

Al convertitore andrebbe aggiunto un elevatore dc/dc (o come nel video senza elevatore , ma banco
batterie a 380/400V ) di potenza adeguata .
Esso può essere realizzato con un semplice SG3525 .....

Vabbe' l'homemade si può fare ed e 'anche relativamente semplice.

Ciao
ElettroshockNow

 

ElettroshockNow

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Inviato il: 29/12/2013 13:35:23

La piccola sperimentazione con questo modulo ,lentamente và avanti .....

In settimana posterò la prova all'oscilloscopio del modulo e tutte le protezioni (con i relativi livelli di intervento).

Il successivo step è la realizzazione di una stadio di potenza che potrà essere usato per due progetti .... :
-il piccolo inverter 400W Homemade
-il grande inverter 4Kw multi sorgente che sostituirà il mio impianto (porto in ibrido tutta casa )

A presto
ElettroshockNow

 

ElettroshockNow

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Inviato il: 30/12/2013 11:46:41

Iniziato qualche piccolo test .....
ForumEA/wcmy.jpg
Lo schema sopracitato è la minima configurazione per far funzionare il modulo.
-Il Trimmer "Corrente" simula la caduta di tensione sulla resistenza di Shunt connessa in serie ai finali
-Il Trimmer "Tensione" simula la tensione di retroazione
-Il Trimmer Temperura simula la resistenza dell'NTC posto sulla aletta di raffreddamento

ForumEA/us/img11/820/i73u.jpg

Test "OVERCURRENT"
Il modulo misura costantemente la tensione sul Pin1 e al superamento di 0.5V interviene la protezione per overcurrent indicata attraverso N°2 lampeggi del Led segnalazione.
Si autoripristina se si scende nuovamente sotto tale soglia.

Ciò significa che se installiamo ad esempio una resistenza di shunt di 10 milliOhm ,il modulo interviene al superamento di
Amper_intervento=0,5V/R
A=0,5/10*10-3=50A

Test "OVERVOLTAGE"
Il modulo usa la tensione sul Pin15 per avere una retroazione con l'uscita.
Questo consentirà al modulo di regolare la tensione ad un valore prefissato dato dalla rete resistiva e di intervenire in caso di anomalia.

Il modulo regola la larghezza dei sui impulsi in maniera tale da sentire una tensione di retroazione di 3V e nell'eventualità non riuscisse a ridurre gli impulsi (che vedremo di seguito costruiranno la sinusoide pura) attiverà la protezione per Overvoltage indicata attraverso n°3 lampeggi del Led segnalazione.

Test "UNDERVOLTAGE"
Dai Test non ho riscontrato nessuna protezione da sottotensione gestita del micro EG8010
L'unico controllo per bassa tensione viene eseguito dai driver finali IR2110 che
bloccano i finali se la tensione di gate non sia sufficiente al loro regolare funzionamento.
Questa tensione è quella presente sul Pin12 ,che se inferiore a circa 9V attiva la protezione degli IR2110.

Test "OVERTEMPERATURE"
Il sensore NTC da 10K rileva la temperatura in prossimità dei finali .
ForumEA/us/img607/3673/9p5z.png
Se la temperatura fà ridurre la resistenza del sensore a 4,5K attiva la ventola
Se la temperatura fà ridurre la resistenza del sensore a 2K interviene la protezione

Test "SOFTSTART"
Il modulo attende 3 Secondi prima di attivare lo stadio di uscita
Questa funzione è Attivabile/Disattivabile tramite il livello del pin21(SST) dell'Eg8010

I ponticelli per modificare tale livello sono il JP2=1 logico e JP6=0 logico
Nella impostazione standard è chiuso il JP2 e aperto il JP6,quindi funzione attiva.

Test FREQUENZA
Attraverso la modifica del livello logico dei piedini FreqSel è possibile selezionare 4 tipi di comportamenti del modulo:
00=50Hz
01=60Hz
10=0-100Hz
11=0-400Hz

I ponticelli responsabili di tali variazioni sono :
JP1=0 JP5=1 per il Bit0 (FRQSEL0)
mentre invece il Bit1 viene posto da stampato a massa
Ciò significa che con JP1=Chiuso JP5=Aperto avremo in uscita 50Hz (Default)depennato dopo segnalazione
altrimenti JP1=Aperto JP5=Chiuso avremo in uscita 60Hz

 

ElettroshockNow

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Inviato il: 30/12/2013 11:54:22

ForumEA/us/img23/1200/ksdk.jpg
Connettendo le 4 Sonde alle quattro uscite vedremo il comportamento del modulo..
ForumEA/us/img541/7343/asrb.jpg

Come potete notare il CH1 e CH2 si preoccupano della Polarità della tensione in uscita ,invece il CH3 e CH4 si preoccupano di ricreare attraverso la modulazione degli impulsi un'onda sinusoidale pura.

Continue....

 

eliafino

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Inviato il: 30/12/2013 22:48:34

Ma grande!

Ti seguo, ti seguo...



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Inviato il: 31/12/2013 00:59:55

Ciao Elia e grazie per l'interessamento .

Credo che in molti apprezzeranno il progetto il quale consentirà di realizzare un piccolo inverter da 400W robusto ed economico ,ma sopratutto semplice nella sua realizzazione proprio grazie al modulino.

Ma la vera natura di questa discussione è un'altra ....

Sceglierò componenti che mi consentiranno di avere altissimi rendimenti di conversione ,tali da permettermi di creare un punto in Dc dove riversare tutte le energia provenienti da diverse sorgenti ....
(multi sorgente) .... senza scambi e rendendo l'impianto veramente ibrido (salutando il grid tie )

Vabbè uno step alla volta ..... ora inizio con il piccolino 400W

 

PinoTux

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Inviato il: 31/12/2013 01:24:29

Ti seguo, molto interessante



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kekko.alchemi

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Inviato il: 31/12/2013 03:42:22

Grande Elettro!!! Hai sempre sorprese impreviste! Sono sicuro che verrà fuori un capolavoro!



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L'universo è dominato dagli estremi, l'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo.
Ma l'equilibrio è ciò che plasma la materia di cui siamo fatti.
by kekko

 

ElettroshockNow

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Inviato il: 31/12/2013 12:40:07

Oooooooo che calibro di osservatori ..... speriamo di non far figuracce

Oggi ho continuato le misurazioni e reperiti dei mosfet finali per il piccolo inverter(generosamente offerti da un plasma 50" passato a miglior vita ...non era mio ,ma del vicino "butto tutto")

La prova è stata quella di misurare la forma d'onda tra il Pin3 e Pin8 (oppure Pin6 e Pin10)
ForumEA/us/img849/6108/drqp.jpg

Come dicevo in precedenza la sinusoidale pura sarà riprodotta variando rapidamente il Duty cycle della frequenza portante.
Questo consentirà di far lavorare i finali come semplici interruttori ON/OFF evitando inutile perdite per dissipazione derivate dalle zone attive.
Non mi dilungo su questo aspetto ,basti sapere che più si evitano di far lavorare i finali nella zona attiva e meno potenza verrà trasformata in calore (inutile in un inverter ).....

Test "FREQUENZA PORTANTE"
Il produttore dichiara una frequenza portante di 23.4Khz ,
infatti zoomando la forma e misurando il Dt si conferma tale valore
ForumEA/us/img542/9682/nm2n.jpg
Secondo me è un giusto compromesso ;
Una frequenza più alta avrebbe ridotto le dimensioni dei filtri di uscita ,ma avrebbe obbligato l'acquisto di finali ancor più performanti
Mentre invece una frequenza più bassa non avrebbe garantito una buona ricostruzione della forma d'onda

Test "ONDA SINUSOIDALE"
A questo punto ho semplicemente aggiunto un piccolo filtro Rc composto da una resistenza da 33K e un condensatore da 2.2nF.
La forma d'onda viene misurata ai capi del condensatore.
Questa non sarà la vera forma d'onda in uscita ,ma serve per rendere l'idea di come dei semplici ON/OFF opportunamente gestiti ricreano ciò che vogliamo
ForumEA/us/img707/1402/rjfb.jpg

Ciao a tutti
ElettroshockNow

 

PinoTux

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Inviato il: 31/12/2013 16:51:31

Una frequenza più elevata degli impulsi di "modulazione di ampiezza", se ho ben capito di questo si tratta, avrebbe aggiunto una migliore "definizione" della sinusoide ma avrebbe significato dover usare dei mosfet di potenza adatti a commutare frequenze più elevate, con notevole incremento dei costi, immagino.
Immagino giusto?
Sembra una specie di PCM al rovescio.
Scusa lo spam...



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ElettroshockNow

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Inviato il: 31/12/2013 18:42:12

Sisi aumentare la frequenza della modulazione di larghezza di impulso migliorerebbe di molto la definizione dell'onda .
Calcola che ultimamente si è arrivati ad adottare tale tecnica anche negli amplificatori Audio

Però dovremo acquistare componenti con Ton e Toff molto molto bassi .... quindi cari

Noi ci accontentiamo dei 23Khz ,anche perchè sono convinto che il valore di duty cycle segua un array con quantizzazione ad 8Bit ,quindi bisognerebbe migliorare anche quello


************* Quale scegliere ? ***********

MOSFET or IGBT ?

Se dovevo gestire alte correnti e tensioni relativamente basse non avrei avuto dubbi .... sarei andato di IGBT .....

Ma qui è diverso o meglio sarà diverso ....

Il grande inverter sarà in grado di erogare circa 4Kw e quindi gestire Correnti RMS di 20A .

Non tenendo in considerazione le perdite in zona attiva (lo farò successivamente) e calcolando le sole perdite in saturazione mi trovo che :

con assorbimento di 20A (4400W)
IGBT (Vce=1.7V) = 20*1.7*2= 68W di perdite
MOSFET (Rds=0.085mOhm) =20*20*0.085*2=68W di perdite
Uguali .....

ma ad assorbimenti medi 10A (2200W)
IGBT = 10*1.7*2 = 34W
Mosfet = 10*10*0.085*2 = 17W

e con bassi assorbimenti 3A (660W)
IGBT = 3*1.7*2 = 10W
Mosfet = 3*3*0.085*2= 1.5W

Io sceglierei il Mosfet .....,ma è anche vero che raschio il ridicolo

Cmq i componenti presi in esame sono dei surplus a buon prezzo :
-40N60A4D IGBT 600V 55A
-STE53NA50 Mosfet 500V 50A

Ciao
ElettroshockNow



Modificato da ElettroshockNow - 02/01/2014, 10:42:11
 
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