Простая схема трехфазного инвертора

В посте обсуждается, как сделать схему трехфазного инвертора, которую можно использовать в сочетании с любой обычной однофазной схемой инвертора прямоугольной формы. Схема была запрошена одним из заинтересованных читателей этого блога.

ОБНОВИТЬ : Ищете дизайн на базе Arduino? Вы можете найти это полезным:

3-фазный инвертор Arduino

Концепция схемы

Трехфазная нагрузка может работать от однофазного инвертора, используя следующие поясненные этапы схемы.

В основном задействованные этапы можно разделить на три группы:

• В Схема генератора ШИМ
• В 3-х фазный генератор сигналов схема
• Схема драйвера MOSFET

На первой схеме ниже показан каскад генератора ШИМ, его можно понять по следующим пунктам:

Осциллятор и этап ШИМ

IC 4047 имеет стандартное подключение. резкий поворот выходной генератор со скоростью желаемой частоты сети, установленной VR1 и C1.

Двухтактный ШИМ с заданными размерами теперь доступен на переходе E / C двух транзисторов BC547.
Эта ШИМ подается на вход трехфазного генератора, описанного в следующем разделе.

Следующая схема показывает простую схему трехфазного генератора, которая преобразует указанный выше входной двухтактный сигнал в 3 дискретных выхода, сдвинутых по фазе на 120 градусов.

Эти выходы дополнительно разделяются на отдельные двухтактные каскады, сделанные из каскадов НЕ-ворот. Эти 3 дискретных, сдвинутых по фазе на 120 градусов, двухтактных ШИМ теперь становятся питающими входными сигналами (HIN, LIN) для заключительного 3-фазного каскада драйвера, описанного ниже.

Этот генератор сигналов использует один источник питания 12 В, а не два источника питания.

Полное объяснение можно найти в этом 3-фазный генератор сигналов

На схеме ниже показан каскад схемы инвертора с 3-фазным инвертором, использующий конфигурацию H-мостовых МОП-транзисторов, которая принимает ШИМ со сдвигом по фазе из вышеупомянутого каскада и преобразует их в соответствующие выходы переменного тока высокого напряжения для работы с подключенной 3-фазной нагрузкой, обычно это 3 фазный двигатель.

Высокое напряжение 330 на отдельных секциях драйверов МОП-транзисторов получается от любого стандартного однофазного инвертора, встроенного в показанные стоки МОП-транзисторов для питания желаемой трехфазной нагрузки.

Трехфазный мостовой приводной каскад

В приведенном выше Схема трехфазного генератора (вторая последняя диаграмма) использование синусоидальной волны не имеет смысла, потому что 4049 в конечном итоге преобразует ее в прямоугольные волны, и, кроме того, микросхемы драйверов в последней конструкции используют цифровые микросхемы, которые не будут реагировать на синусоиды.

Поэтому лучшая идея - использовать трехфазный генератор прямоугольных сигналов для питания последнего каскада драйвера.

Вы можете сослаться на статью, в которой объясняется как сделать схему 3-фазного солнечного инвертора для понимания работы каскада генератора трехфазных сигналов и деталей его реализации.

Использование IC IR2103

Относительно более простая версия вышеупомянутой схемы 3-фазного инвертора может быть изучена ниже, используя ICS полумостового драйвера IC IR2103. В этой версии отсутствует функция выключения, поэтому, если вы не хотите включать функцию выключения, вы можете попробовать следующий более простой дизайн.

Упрощение вышеперечисленных схем

В описанной выше схеме 3-фазного инвертора каскад 3-фазного генератора выглядит излишне сложным, и поэтому я решил поискать альтернативный более простой вариант для замены этой конкретной секции.

После некоторых поисков я нашел следующую интересную схему 3-фазного генератора, которая выглядит довольно простой и понятной с настройками.

Поэтому теперь вы можете просто полностью заменить описанную ранее IC 4047 и секцию операционного усилителя и интегрировать эту конструкцию с входами HIN, LIN для трехфазной схемы драйвера.

Но помните, что вам все равно придется использовать вентили N1 ---- N6 между этой новой схемой и полной мостовой схемой драйвера.

Создание схемы солнечного трехфазного инвертора

До сих пор мы узнали, как сделать базовую схему трехфазного инвертора, теперь мы увидим, как солнечный инвертор с трехфазным выходом может быть построен с использованием очень обычных ИС и пассивных компонентов.

Концепция в основном та же, я только что изменил каскад 3-фазного генератора для приложения.

Основные требования к инвертору

Для получения 3-х фазного выхода переменного тока от одной фазы или источника постоянного тока нам потребуются три основных каскада схемы:

1. Трехфазный генератор или схема процессора
2. Трехфазная схема силового каскада драйвера.
3. Схема повышающего преобразователя
4. Солнечная панель (с соответствующей оценкой)

Чтобы узнать, как совместить солнечную панель с батареей и инвертором, вы можете прочитать следующее руководство:

Расчет солнечных панелей для инверторов

В этой статье можно изучить один хороший пример, который объясняет простую схему трехфазного инвертора.

В настоящий проект мы также включаем эти три основных этапа, давайте сначала узнаем о схеме процессора трехфазного генератора из следующего обсуждения:

Как это устроено

На диаграмме выше показана базовая схема процессора, которая выглядит сложной, но на самом деле это не так. Схема состоит из трех частей: IC 555, который определяет 3-фазную частоту (50 Гц или 60 Гц), IC 4035, который разделяет частоту на необходимые 3 фазы, разделенные фазовым углом 120 градусов.

R1, R2 и C должны быть соответственно выбраны для получения частоты 50 Гц или 60 Гц при рабочем цикле 50%.

8 элементов НЕ с номерами от N3 до N8 можно увидеть включенными просто для разделения сгенерированных трех фаз на пары высоких и низких логических выходов.

Эти вентили НЕ могут быть получены от двух микросхем 4049.

Эти пары высоких и низких выходов на показанных вентилях НЕ становятся важными для питания нашего следующего трехфазного силового каскада драйвера.

Следующее объяснение подробно описывает схему драйвера 3-фазного МОП-транзистора солнечной энергии.

Примечание: вывод выключения должен быть подключен к линии заземления, если он не используется, иначе схема не будет работать.

Как видно на приведенном выше рисунке, эта секция построена на трех отдельных микросхемах драйверов полумоста, использующих IRS2608, которые предназначены для управления парами полевых МОП-транзисторов с высокой и низкой стороны.

Конфигурация выглядит довольно простой, благодаря этой сложной микросхеме драйвера от International Rectifier.

Каждый каскад ИС имеет свои собственные входные контакты HIN (высокий вход) и LIN (низкий вход), а также их соответствующие контакты питания Vcc / заземления.

Все Vcc должны быть соединены вместе и подключены к линии питания 12 В первой цепи (контакты 4/8 IC555), чтобы все каскады схемы стали доступными для источника питания 12 В от солнечной панели.

Точно так же все контакты и провода заземления должны быть объединены в общую шину.

HIN и LIN должны быть соединены с выходами, генерируемыми вентилями NOT, как указано на второй диаграмме.

Вышеупомянутая схема обеспечивает трехфазную обработку и усиление, однако, поскольку трехфазный выход должен быть на уровне сети, а солнечная панель может быть рассчитана максимум на 60 В, мы должны иметь схему, которая позволила бы повысить этот низкий уровень 60. солнечной панели вольт до необходимого уровня 220В или 120В.

Использование понижающего / повышающего преобразователя Flyback на базе IC 555

Это может быть легко реализовано с помощью простой схемы повышающего преобразователя на базе микросхемы 555 IC, что можно изучить ниже:

Опять же, показанная конфигурация повышающего преобразователя с 60 В на 220 В выглядит не так уж сложно и может быть построена с использованием самых обычных компонентов.

IC 555 сконфигурирован как нестабильный с частотой приблизительно от 20 до 50 кГц. Эта частота подается на затвор переключающего МОП-транзистора через двухтактный BJT-каскад.

Сердце схемы повышения напряжения формируется с помощью компактного трансформатора с ферритовым сердечником, который принимает частоту возбуждения от МОП-транзистора и преобразует входное напряжение 60 В в требуемый выход 220 В.

Это 220 В постоянного тока, наконец, подключается к ранее объясненному каскаду драйвера МОП-транзистора через стоки трехфазных МОП-транзисторов для достижения трехфазного выходного напряжения 220 В.

Трансформатор повышающего преобразователя может быть построен на любом подходящем узле EE сердечник / бобина с использованием первичной обмотки 1 мм 50 витков (два бифилярных провода магнита 0,5 мм, соединенных параллельно), а вторичной обмотки - провода магнита 0,5 мм с 200 витками.