Schema Invertor solar offgrid - adaptare 40v CC -> 220 AC

[moshulik]

Acum 16 ore, rinaldoparaipan a spus:

M-am jucat cu panouri puse pe rezistenta unui boiler de 1,5kW. 6 in serie de 400W de abia scoteau 800W. 3 in serie puse in paralel cu alte 3 in serie ajungeau la 1.200W

Buna informatia, deci nu prea ajuta sa le leg in serie, ci tot sa adun amperii in paralel si sa ma multumesc cu 40 de volti.

M-am jucat si eu cu panoul, pus in scurt iesirea, pe doi electrozi de grafit (din baterii r6 - aa), dupa amorsare tinea un arc electric sustinut la 1-2cm, e impresionant acel efect de "sursa de curent", nu de tensiune. 

 

Revenind la invertor, i-am adaugat bobina de filtrare si pe secundarul de 220, merge mult mai bine, nu mai are oscilatii, probabil ajungea pwm parazit pe pinul VFB care dadea corectii inutile in algoritmul pwm. Duce sarcini rezistive gradual, corect, pana nu mai face fata sursa de tensiune si convertorul Dc-Dc nu mai poate asigura 15v pentru placa egs. 

 

Si am ajuns la marea problema - pornirea motoarelor - cu ohmetrul - un motor de putere are 7 - 10 ohmi cand e oprit . Motoare mai mici, de 30 - 50 ohmi - pornesc ok cu invertorul meu, dar peste un anume prag, scade prea mult tensiunea si nu poate porni - o data pornit - in turatie - produce tensiunea de autoinductie si merge la amperajul nominal. Problema e cum il duc acolo cu invertorul, sa treaca de spike-up de consum. 

 

Am incercat prima metoda - un condensator de 12mii de microfarazi pus la intrare pe placa. Proasta idee, ca la a doua pornire (cand deja era incarcat) - a strapuns un bridge - nu stiu sa estimez cate zeci de amperi a dat, dar a dat. 12 lei mai tarziu, am inlocuit cei doi irf540, driverele din egs au scapat, deci am revenit la punctul zero. Nu ajuta cu nimic nici slow-startul din placa, el face feedback pe tensiunea de iesire, dar se reseteaza probabil in procesul de ramping.

 

Ma gandesc la doua variante - sa adaug o rezistenta de 5 Ohmi in serie cu condensatorul mare. El nu vede mai mult de 40 de volti, deci prin acea rezistenta nu poate da mai mult de 8 amperi, desi are interna zero, ideea este sa poata asigura cei 8 amperi, fara sa scada tensiunea necesara egs-ului, timp de 1-2 secunde cat pleaca motorul. 

 

A doua varianta - sa pun in serie cu motorul sarcini rezistive - becuri, pe care sa le scot pe masura ce incepe motorul sa ia turatie, cu niste relee si ceva temporizare pentru secventierea lor as rezolva automatizarea, daca merge.

[bolek]

Acum 16 minute, moshulik a spus:

a strapuns un bridge

am inlocuit cei doi irf540

 

In afara ca probabil asta era la indemana prin cutii, de ce ai ales tranzistorii astia de acum 20 de ani? Fabricantul recomanda uzual cate 2 irf3205 in paralel , placa de forta din kit chiar are cele 8 locuri disponibile, eu asa le-am folosit cand am facut un invertor de genul asta. Apropos, cati miliohmi e shuntul de citire curent? ...sper ca exista...

[moshulik]

Acum 50 minute, bolek a spus:

In afara ca probabil asta era la indemana prin cutii, de ce ai ales tranzistorii astia de acum 20 de ani? Fabricantul recomanda uzual cate 2 irf3205 in paralel , placa de forta din kit chiar are cele 8 locuri disponibile, eu asa le-am folosit cand am facut un invertor de genul asta. Apropos, cati miliohmi e shuntul de citire curent? ...sper ca exista...

Tranzistorii aia apareau in schema de pe care am inceput sa fac experimente, m-am uitat la tensiunea Drena-sursa, 80 de volti, iar amperii 32 - m-am gandit ca sunt de ajuns, la 40V - sa trec de 1 kilowat, cat e obiectivul de baza. Deci inteleg ca doar sunt "celebri", ca 2n3055, desi nu au au alte calitati notabile. O sa retin recomandarea, irf3205 vad ca au 55Volti pe drena-sursa, dar amperii mult mai generosi, 100 amperi, cu prima ocazie ii inlocuiesc. 

Shuntul acela, daca e vorba de pinul IFB - i-am pus o sarma de cupru argintat de vreo 3 centimetri, gen asta aveam prin casa, desi nu am inteles deloc cum poate sa citeasca acel pin amperajul din circuitul de forta. Oricum, descarcarea condensatorului, care scoate artificii cand il pun in scurt de proba - nu ar fi avut timp placa sa intervina, chiar daca ar fi detectat amperajul. Cu o rezistenta de 5 - 10 ohmi nu mai sar scantei, o sa vad daca ajuta regimul de pornire.

[bolek]

Corect am uitat sa mentionez ca irf3205 e recomandat pentru alimentare de 24V cum foloseam eu deci la tine ar fi cam la limita, poti pune mai multi irf540 in paralel fiindca e un tranzistor foarte robust doar ca nu ajunge doar  1buc.

 

Curentii de care vorbesti sunt de fapt mult mai mari fiindca tu vezi din afara doar media lor nu si varfurile, sarcina puntii H nu e rezistiva ci un transformator deci puternic reactiv. Daca te uiti pe shunt cu osciloscopul o sa intelegi mai bine. Shuntul tau are abia cativa miliohmi deci vor pocni mosii inainte sa intre protectia. 

 

Shuntul se duce la pinul 1 al modulului de unde intra in 3  chestii

-pinul 14 al uC marcat IFB ca sa poata afisa consumul pe display daca are

-pinul 6 al comparatorului 393 care apoi duce la pinu 6 al microcontrolerului marcat SPWMEN ca sa opreasca pwm

-pinul 3 al comparatorului 393 care apoi duce la pinii 13 de shutdown ai gate driverelor.

 

Daca vrei sa intervina mai lent protectia, DUPA ce te asiguri ca totusi nu bubuie tranzistorii, maresti C21 , asa o sa permita varfuri mai mari de curent sa pornesti motorul.

La suprasarcina palpaie LEDul rosu de pe modul si se opreste. Daca nu ai display macar uite-te pe lista de mesaje de eroare date de LED blinking.

 

 

Editat Mai 9 de bolek

[dumitrumy]

Acum 56 minute, bolek a spus:

Curentii de care vorbesti sunt de fapt mult mai mari fiindca tu vezi din afara doar media lor nu si varfurile, sarcina puntii H nu e rezistiva ci un transformator deci puternic reactiv.

Puntea nu mai vede direct traful FeSi din cauza filtrului din fata, deci nu sunt curenti mari de varf din cauza lui. Abia pe componenta de 50Hz el isi va spune cuvantul prin inductanta mica.

[ionut120v]

La motorul cu perii poate fi limitat curentul de pornire cu o rezistenta, la cele de alternativ nu e recondat deorece exista riscul sa nu porneasca, mai ales cele cu magnet permanent(sincrone).

 

Folsind AC inverter se elimina toate aceste neajunsuri.

Recomandarea presonala este ca inainte de invertor sa pui un dc/dc care sa mentina tensiunea la bornele panourilor apropiata de Vmp iar tensiunea de iesire sa fie limitata, astfel functionarea va fi mult mai stabila.

Iata un exemplu ce i-l folosesc eu cu doua bucle de reactie, una controleaza tensiunea de intrare si celalalt tensiunea de iesire.

Forta poate avea diferite topologii, acum folosesc forward punte izolat dar principiu e e acelasi.

 

Editat Mai 9 de ionut120v

[bolek]

Ionut, inca nu inteleg de ce ai mai adaugat etajul cu tranzistoare in fata lui 494? Are deja 2 EA interne si a doua intrare ai oprit-o in schimb tragi de pinul de comp . Si nu vad sa fi adaugat vreo limitare de curent ca sa iti trebuie 3 bucle . Schema veche de mpp park merge destul de ok daca faci gainul ceva mai mare si pui trimer multitura.

[ionut120v]

Asta e mai veche ca aia, am pus-o ca nu mai dat de aia, a functionat prima data, la asta nu am driver izolat, mosfet-ul e jos si dioda sus, la cealalta mosfet-ul e sus si dioda jos.

 

Am oarecare concern asupra stabilitatii acelei bucle de reactie, a functionat ani de zile, dar nu a fost foarte  stabila derece nu am reusit sa rejectez complet fluctuatiile tensiunii de iesire din iesirea amplificatorului de eroare, degeaba e intergrator, variatiile rapide ale tensiunii de iesire ajung pe direct in iesirea amplificatorului de eroare.

 

@bolek inteleg ca ai incercat acel circuit, si eu am simtit nevoiea unui gain mai mare pe bucla aia r17 trebuie caa10k. am si una cu limitare de curent.

Acum am doua izolate forward punte. comandat cu uc3525, merge si cu tl 494/598, una din bucle trebuie izolata cu optocuplor pentru a avea izolare galvanica (am folosit o bucatica de fibra de plastic pentru a vea rejectie mare pe modul izolat sa nu fie nevoie de condensator intre ele), una e cu drivere una cu transformatore, ambele sunt functionale, schema etaj final cu transformatoare.

Editat Mai 10 de ionut120v

[dumitrumy]

[moshulik]

La mine placa egs s-a dovedit a fi mai desteapta decat mine, pentru ca a cedat prima. Nu am facut decat sa pun corect shuntul pe pinul IFB - prima data era legat la masa, nu in serie cu bridge-ul de forta - nu avea efect, dar mergea placa. Dupa ce am schimbat geometria sarmelor - s-a intamplat ceva dubios, prima data a cedat o jumate de bridge - in mod open, apoi s-a stins si ledul de la egs, definitiv. Vede scurt intre 12v si masa - am deconectat driverele - dar tot degeaba, nici egs-ul nu mai misca. Oricum mergea destul de chinuit, convertorul dc-dc mergea tot in comutatie, posibil sa fi interactionat cu frecventa din pwm, erau cam spaghete sarmele pe aer, nu pe pcb. 

 

O sa reiau proiectul altfel, cu prioritate pe fiabilitate. Trebuie cu PWM, ca altfel nu am cum sa comand 30 de amperi prin tranzistori, doar ca o sa izolez complet etajul generator de semnal - folosesc microcontroler attiny2313, am mai lucrat cu astea, au si ele doua iesiri de pwm hardware, bazate pe counteri, dar probabil o sa implementez algoritmul direct pe pini, din software. Vreau sa il alimentez dintr-o celula solara mica separata de panoul mare - in felul asta am separatie galvanica garantata, iar iesirea o fac pe optocuplori rapizi, de switch - 6n317. In felul asta "creierul" nu mai risca nimic, e protejat complet. Interesant ca optocuplorii astia vin cu timpi de comutatie de genul 50nS , fata de 5-6 microSecunde la PC817, sau nu stiu eu sa citesc specificatiile... 

 

Pe partea de forta vreau sa renunt la bridge-ul H , ma folosesc de faptul ca deja am transformatorul pe primar cu priza mediana, deci o sa leg borna mediana la plus - si descarc alternativ prin mosfeti n-channel din low-side - mai multi, legati in paralel. Asa scap de driverul de mosfet din high-side cu condensator de bootstrap - si riscul de conductie simultana high-side to low-side. Din optocuplor mai vin doar cu un tranzistor npn pe post de inversor, sa fie gate-ul la masa cand nu am semnal de la pwm.  

Deocamdata astept osciloscopul de la chinezi, la 120 de lei e o jucarie care imi va spune multe, e frustrant sa nu "vezi" aproape nimic cu multimetrul. Primele teste cu atmelul alimentat dintr-o celula mica par sa mearga, uneori nu se reseteaza corect, rateaza primele instructiuni din cod, cand tensiunea de alimentare creste lent - expunere graduala la soare, dar astea se rezolva din software. 

De ce nu foloseste nimeni optocuplori pentru comandat mosfetii din invertoare ? vad doar cu drivere integrate, tranzistori sau transformatoare de impuls... 

 

[cristi7521]

Acum 36 minute, moshulik a spus:

Vreau sa il alimentez dintr-o celula solara mica separata de panoul mare - in felul asta am separatie galvanica garantata, iar iesirea o fac pe optocuplori rapizi, de switch - 6n317. In felul asta "creierul" nu mai risca nimic, e protejat complet. Interesant ca optocuplorii astia vin cu timpi de comutatie de genul 50nS , fata de 5-6 microSecunde la PC817, sau nu stiu eu sa citesc specificatiile... 

 

Totusi 6n137, banuiesc ca a fost greseala de tiparire, este destul de scump, daca se arde paguba este asemanatoare cu arderea lui attiny. Ai citit paginile cu proiectul lui nel65, invertorul de 5kw? Stiu ca a postat hexul la un attiny care face acelasi lucru ca egs002. Nu vad de ce ai munci sa faci acelasi program din nou. 6n137 are nevoie de etaj de iesire pentru comanda tranzistori mosfet, mai bine utilizezi circuite de tipul TLP350, acesta este vechi dar acum exista zeci de variante cu timpi mai buni de comutatie. Multe informatii utile gasesti in topicul - Realizare invertor 800w 24/230v sinusoida pura.

Editat Mai 13 de cristi7521

[dumitrumy]

https://www.onsemi.com/download/data-sheet/pdf/fod3182-d.pdf

[moshulik]

Da, nu stiam ca exista optocuploare deja dedicate pentru drive la mosfeti, intr-adevar, aceste TLP350 si FOD3182 arata bine in specificatii, din pacate nu le vad in oferta la conexelectronic , sursa mea din zona de piese, vad ca apar la adelaida la 16 lei TLP350. Eu m-am uitat doar la timpii de comutatie, 6n137 e 4 lei si pe stoc la conex, o sa mai caut optocuploare cu drivere de mosfet integrate si sa compar cu ce gasesc - merge cautarea doar dupa codul de componenta la ei, nu scriu mai nimic in descriere.

 

Microcontrolere stiu sa programez, sunt soft-ist, iar cod sursa de pwm am gasit, principiul e simplu si pot sa ajustez ce vreau si sa progresez cu testele. Codul deja compilat .HEX e greu de inteles, de-asta vreau sa plec de jos in sus si pe etaje cu proiectarea - cu EGS-ul m-am edificat - merge bine cat timp respect exact reteta - daca ies din ea - ceva crapa si ajung la punctul zero. 

[dumitrumy]

Este foarte important ecranul, primele 6N137 nu il aweau.

 

[dumitrumy]

Acum 2 ore, moshulik a spus:

genul 50nS , fata de 5-6 microSecunde la PC817,