İçindekiler:

Grid Tie Inverter: 10 Adım (Resimlerle)
Grid Tie Inverter: 10 Adım (Resimlerle)

Video: Grid Tie Inverter: 10 Adım (Resimlerle)

Video: Grid Tie Inverter: 10 Adım (Resimlerle)
Video: Detaylı Anlatım DEYE İnverter Limiter ve İnternet Ayarları 2024, Temmuz
Anonim
Image
Image
Şebeke Bağlantı İnvertörü
Şebeke Bağlantı İnvertörü
Şebeke Bağlantı İnvertörü
Şebeke Bağlantı İnvertörü

Bu etli bir proje, bu yüzden kemerlerinizi bağlayın!

Şebeke bağlantılı invertörler, gücü bir şebeke prizine aktarmanızı sağlar ki bu harika bir yetenektir. Tasarımlarında yer alan güç elektroniği ve kontrol sistemlerini ilginç buluyorum, bu yüzden kendiminkini yaptım. Bu rapor öğrendiklerimi paylaşıyor ve işleri nasıl yaptığımı belgeliyor. Yaptığınız herhangi bir yorumla ilgilenirim (şebeke elektriğiyle uğraşmamakla ilgili olanlar dışında).

Tüm konseptler ölçeklenebilir ancak bu kurulum, filtre indüktörleri doymaya başlamadan önce maksimum 40 watt çıkışa sahipti. Çıkış akımı THD < %5 ile sinüzoidaldi.

GitHub'ımdaki yazılıma bakın

Gereçler

  • STM32F407 geliştirme kartını kullandım. 168 MHz'de çalışır ve her biri 2,4 MSPS'nin üzerinde (Saniyede Milyon Örnek) 12 bit çözünürlükte 3 yerleşik ADC'ye sahiptir. Delilik bu!
  • DRV8301 geliştirme kartını kullandım. Bu, gerekli kapı sürücüleri, akım şantları ve akım şant yükselticileri ile birlikte bir 60v H-Köprü barındırır. Süper güzel!
  • 2 çıkış musluklu 230-25v toroidal bir transformatör kullandım. Bu, doğrudan şebeke voltajı üretmem gerekmediği, bunun yerine 40 voltluk tepe voltajlarla çalışabileceğim anlamına geliyordu. Daha güvenli!
  • Filtre için istediğim L ve C değerlerini elde etmek için bir sürü indüktör ve kondansatörü birbirine bağladım.
  • Bir osiloskop ve diferansiyel prob, böyle bir proje için anahtardır. bir Pikoskopum var

Adım 1: Şebeke Gücü Nedir?

Şebeke Gücü Nedir?
Şebeke Gücü Nedir?
Şebeke Gücü Nedir?
Şebeke Gücü Nedir?

Bir elektrik prizinden (İngiltere'de) aldığınız şey, çok düşük empedanslı 50Hz 230v RMS sinüzoidal bir sinyaldir. Bununla ilgili söylenecek birkaç şey:

50Hz - Şebeke frekansı 50Hz'de çok hassas bir şekilde korunur. Biraz değişkenlik gösterir, ancak zamanın %90'ı 49.9-50,1 Hz arasındadır. Buraya bakın. Elektrik santrallerindeki tüm devasa jeneratörlerin ahenk içinde döndüğünü hayal edebilirsiniz. Bizim için 50Hz sinüzoidal bir sinyal üreterek senkronize olarak dönüyorlar. Kombine masif dönme eylemsizliğinin yavaşlaması veya hızlanması zaman alır.

Teoride, şebekeye BÜYÜK bir yük bağlanırsa, ülkenin jeneratörlerini yavaşlatmaya başlar. Ancak, buna karşılık, Ulusal Şebeke'nin kontrol ofisindeki adamlar, elektrik santrallerinin kazanlarını çalıştırmasını, ısıyı yükseltmesini ve bu jeneratörleri talebe ayak uydurmaya zorlamasını talep edecekti. Böylece arz ve talep birbirleriyle sürekli bir dans halindedir.

50Hz sinyali hakkında söylenecek bir şey daha var. 50Hz civarında çok az değişmesine rağmen, en üstteki adamlar gün içindeki ortalama frekansın tam olarak 50Hz olduğundan emin olurlar. Bu nedenle, şebeke 10 dakika boyunca 49,95 Hz'deyse, tam döngü sayısını 50 Hz x 60 saniye x 60 dakika x 24 saat = 4, 320.000/gün'e getirmek için daha sonra 50.05 Hz'de çalışmasını sağlarlar. Bunu tam olarak International Atomic Time kullanarak yapıyorlar. Ev, ofis ve endüstriyel cihazlar bu nedenle zaman tutmak için şebeke frekansını kullanabilir. Bu genellikle örneğin mekanik soket zamanlayıcılarla yapılır.

230v - Bu, 50Hz sinyalinin RMS (Kök Ortalama Kare) voltajıdır. Gerçek sinyal 325v'lik bir zirveye kadar sallanıyor. Bunu bilmek önemlidir, çünkü bir invertör inşa ediyorsanız, fişlere herhangi bir akım akacaksa bu kadar yüksek voltajlar üretmeniz gerekir.

Gerçekte, evinizdeki bir fişte görülen voltajlar oldukça değişkendir. Bunun nedeni kablolardaki, konektörlerdeki, sigortalardaki, transformatörlerdeki vb. direnç boyunca voltaj düşmesidir. Her yerde direnç vardır. 11 kilovat (bu ~ 50 Amper) çeken bir elektrikli duşu açarsanız, 0,2 ohm'luk direnç bile size 10 volt düşecektir. Bunu, ışıklar çok az kararırken görebilirsiniz. Hoover'lardakiler gibi büyük motorlar, motor hızlanırken büyük akımlar çeker. Bu nedenle, ışıkları açtığınızda genellikle hafif bir titreme görürsünüz.

Demek istediğim, şebeke voltajı çok daha değişkendir. Burada Birleşik Krallık'ta +%10/-%6 toleransla 230v olması gerekiyordu. Yakındaki büyük yükler açılıp/kapandıkça ani değişiklikler ve dalgalanmalar görmeyi bekleyebilirsiniz. Çamaşır kurutucuları, su ısıtıcıları, fırınları, hoover'ları vb. düşünün.

Sinüsoidal - Sinyal güzel ve temiz bir sinüs dalgası olmalıdır, ancak gerçekte bazı doğrusal olmayan cihazlar güçlerini sinüs dalgası döngüsündeki belirli noktalardan emer. Bu, bozulmaya neden olur ve bu nedenle sinyal mükemmel bir sinüs dalgası değildir. Doğrusal olmayan yükler tipik olarak bilgisayar güç kaynaklarını, flüoresan lambaları, şarj cihazlarını, TV'leri vb. içerir.

Toplam harmonik bozulma (THD), bunu dalga biçiminde ölçer. Bir invertörün çıkışının ne kadar temiz olması gerektiğine dair düzenlemeler vardır. Yeterince temiz bir sinyal üretemezse, satış için onaylanmayacaktır. Bu önemlidir çünkü şebekedeki harmonik içerik, kendisine bağlı bazı cihazların (özellikle tek harmonikler) verimini düşürür. İzin verilen maksimum THD'nin %8 olduğuna inanıyorum

Düşük empedans - Bir şebekeye bağlı invertör düşünürken bunu dikkate almak önemli olacaktır. Şebekeye bağlı endüktif, dirençli ve bazen kapasitif yükler de dahil olmak üzere her türlü yük vardır. Yani empedans bilinmiyor ve değiştirilebilir. Direnç çok küçüktür, yani yüksek bir akım yükü bağlarsanız voltaj hiç düşmez.

Adım 2: Şebekeye Güç Nasıl İtilir

Şebekeye Güç Nasıl İtilir
Şebekeye Güç Nasıl İtilir

Gücü şebekeye iletmek için, şebekenin frekansına ve fazına tam olarak uyan, ancak çok az daha yüksek bir voltajla bir sinyal sentezlememiz gerekir.

Şebekenin düşük direnci nedeniyle, bu voltajı tam olarak ne kadar artıracağını bilmek zordur. Ve RMS voltajı dalgalandıkça, onunla dalgalanacağımızdan emin olmamız gerekir. Sadece şebeke voltajından biraz daha yüksek sabit bir 50Hz voltaj sinyali üretmek işe yaramayacak!

Çıkış akımının PI Kontrolü

İhtiyacımız olan şey, şebekeye ittiğimiz anlık akımı ölçtüğümüz ve istediğimiz akımı sürmek için çıkış voltajımızı otomatik olarak ayarladığımız bir kontrol döngüsü. Bu, çıkışımızı etkin bir şekilde düşük empedansları sürmek için daha uygun olan bir akım kaynağına (gerilim kaynağı yerine) dönüştürecektir. Bunu bir PI (Oransal İntegral) kontrol döngüsü kullanarak başarabiliriz:

PI kontrol döngüleri harika! Onlara 3 bölüm var:

  • Ölçülen değer - Şebekeye verdiğimiz akım
  • Ayar noktası - Şebekeye vermek istediğimiz akım
  • Çıkış - Üretilecek sinyal voltajı

PID algoritmasını her çağırdığımızda, en son güncel ölçümü ve istediğimiz ayar noktasını geçiyoruz. İsteğe bağlı bir sayı döndürür (oluşturulacak çıkış voltajıyla orantılı).

PID kontrol algoritmamız, herhangi bir anda istediğimiz çıkış akımını seçmemizi sağlar. 50Hz sinüzoidal çıkış akımı üretmek için, talep ettiğimiz akımı sinüzoidal bir şekilde sürekli olarak değiştirmemiz gerekir.

PID algoritması her 100us'ta bir çağrılır (50 Hz döngü başına 200 defaya eşittir). Her çağrıldığında çıkış voltajına doğrudan ayarlamalar yapabilir ve dolayısıyla çıkış akımını dolaylı olarak ayarlayabilir. Sonuç olarak, her 100us'ta bir gerçekleşen her adımda resimde gösterilene benzer kademeli bir akım çıkışı üretiyoruz. Bu yeterli çözünürlük sağlar.

İleri besleme kontrolü

İleri beslemeli bir kontrolör de ekleyerek PI kontrolörünün iş yükünü büyük ölçüde azaltabiliriz. Bu kolay! Üretmemiz gereken yaklaşık çıkış voltajını biliyoruz (anlık şebeke voltajıyla aynı). PI denetleyicisi daha sonra bir çıkış akımını sürmek için gereken küçük ekstra voltajı eklemek için bırakılabilir.

İleri beslemeli kontrolör kendi başına inverterin çıkış voltajını şebeke voltajıyla eşleştirir. Yeterince iyi eşleşirsek hiçbir akım akmamalıdır. Bu nedenle ileri besleme kontrolü, çıkış kontrolünün %99'unu yapıyor.

Şebekenin düşük direnci nedeniyle, FF çıkış voltajımız ve şebeke voltajımızdaki herhangi bir fark, büyük bir akıma neden olur. Bu nedenle evirici ve şebeke arasına 1 ohm'luk bir tampon direnci ekledim. Bu, kayıpları beraberinde getirir, ancak büyük şemada oldukça küçüktürler.

Adım 3: PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek

PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek
PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek
PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek
PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek
PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek
PWM Kullanarak Çıkış Voltajını Üretmek

Çıkış akımını dolaylı olarak kontrol etmemize rağmen, herhangi bir anda ürettiğimiz bir çıkış voltajıdır. Çıkış voltajımızı üretmek için PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) kullanıyoruz. PWM sinyalleri mikrodenetleyiciler tarafından kolaylıkla üretilebilir ve bir H-Bridge kullanılarak yükseltilebilirler. Bunlar 2 parametre, frekans F ve görev döngüsü D ile karakterize edilen basit dalga formlarıdır.

Bir PWM dalga formu, bizim durumumuzda 0v ve Vsupply olmak üzere 2 voltaj arasında geçiş yapar

  • D = 1.0 ile PWM dalga formu Vsupply'de basitçe DC'dir
  • D = 0,5 ile, ortalama 0,5 x Vbesleme gerilimine sahip bir kare dalga elde ederiz, (yani D x Vbesleme)
  • D = 0.1 ile, periyot ortalaması 0.1 x Vsupply olan darbeli bir dalga formu elde ederiz.
  • D = 0.0 ile çıktı düz bir çizgidir (0v'de DC)

Ortalama voltaj anahtardır. Alçak geçiren bir filtre ile DC ortalama bileşeni dışındaki her şeyi kaldırabiliriz. Böylece PWM görev döngüsü D'yi değiştirerek, istenen herhangi bir DC voltajını yapabiliriz. Tatlı!

H-Bridge Kullanmak

Bir H-Bridge 4 anahtarlama elemanından oluşur. Bunlar BJT'ler, MOSFET'ler veya IGBT'ler olabilir. Sinüs dalgasının ilk yarısını (0 - 180 derece) üretmek için, Q3'ü kapatarak ve Q4'ü açarak (yani D = 0 ile PWM uygulayarak) B fazını düşük ayarladık. Daha sonra PWMing'imizi A fazında gerçekleştiririz. VAB'nin negatif olduğu ikinci yarı için Faz A'yı düşük ayarlar ve PWM'mizi faz B'ye uygularız. Bu bipolar anahtarlama olarak bilinir.

H köprüsündeki MOSFET'ler bir kapı sürücüsü tarafından sürülmelidir. Bu başlı başına bir konu ama basit bir çip bununla ilgilenebilir. DRV8301 geliştirme kartı, H-Bridge'i, kapı sürücülerini ve mevcut şantları bizim için uygun bir şekilde barındırıyor ve bu projeyi çok daha kolay hale getiriyor.

Adım 4: Akımı Ölçme

Ölçüm Akımı
Ölçüm Akımı
Ölçüm Akımı
Ölçüm Akımı
Ölçüm Akımı
Ölçüm Akımı

H-Bridge'in her ayağında bir şönt direnci ve bir diferansiyel amplifikatör bulunur. Şöntlerimiz 0,01 ohm'dur ve amplifikatörlerimiz 40'lık bir kazanç için ayarlanmıştır. Dolayısıyla 1 Amp, şant boyunca 10mV geliştirir ve ardından 400mV'ye yükseltilir.

Şönt amplifikatörlerden gelen çıkışlar, sürekli dönüştürme modunda çalışan STM32F407 üzerindeki 12 bitlik ADC'ler tarafından okunur. ADC'ler, 110KSPS'de her şantı örnekleyecek şekilde ayarlanmıştır ve DMA denetleyicisi, dönüşümleri otomatik olarak RAM'deki 11 kelimelik dairesel bir arabelleğe yazar. Mevcut bir ölçüm istendiğinde, bu 11 kelimelik tamponun medyan değerini döndüren bir fonksiyon çağırırız.

Her PID yinelemesinde (10KHz'de) güncel ölçümler istediğimizden, ancak 11 kelimelik ADC arabelleklerimizi 110KHz hızında doldurduğumuzdan, her PID yinelemesinde tamamen yeni veriler almalıyız. Bir medyan filtresi kullanmanın nedeni, PWM anahtarlamanın karışıma ani yükselmeler getirebilmesi ve medyan filtrelerinin sahte ADC örneklerini çok etkili bir şekilde yok etmesidir.

Burada belirtilmesi gereken önemli bir nokta: Akım ölçümleri için H-Bridge'in hangi ayağını kullanıyoruz? Pekala, şu anda hangi bacağımıza PWMing yaptığımıza ve hangisinin düşük tutulduğuna bağlı. Düşük tutulan bacak, akımımızı ölçmek istediğimiz bacaktır, çünkü akım her zaman o taraftaki şönt direncinden geçer. Karşılaştırıldığında, PWMed olan tarafta, yüksek taraf MOSFET açıkken ve düşük taraf kapalıyken, düşük taraf şantından hiçbir akım akmaz. Böylece, invertörün çıkış polaritesine bağlı olarak akımı ölçtüğümüz bacağı değiştiriyoruz. Bunu, bir periyot boyunca şönt amplifikatörlerden birinin çıktısını gösteren resimde açıkça görebilirsiniz. Açıkçası, pürüzsüz bit sırasında okumalar almak istiyoruz.

Mevcut okumalarımızda hata ayıklamaya yardımcı olmak için. STM32F407'de Dijital-analog dönüştürücüyü kurdum. Aldığım mevcut okumaları yazdım ve çıktının kapsamını belirledim. Bunu son görüntüde görebilirsiniz, mavi çıkış tampon direncindeki voltajdır (yani çıkış akımı/1.1ohm) ve kırmızı sinyal bizim DAC çıkışımızdır.

Adım 5: Çıktıyı Filtreleme

Çıktıyı Filtreleme
Çıktıyı Filtreleme
Çıktıyı Filtreleme
Çıktıyı Filtreleme

Çıkış filtresi tasarımın önemli bir parçasıdır. Ondan şu özelliklere ihtiyacımız var:

  1. Tüm yüksek frekanslı anahtarlamaları engelleyin, ancak 50 Hz'lik bir sinyal iletin
  2. Düşük kayıplar
  3. Rezonansa girmemek için!
  4. İlgili akımlar ve voltajlarla başa çıkmak için

F frekansına ait bir PWM sinyalinin fourier dönüşümü, Görev döngüsü D, 0 - Vbesleme voltları arasında: (D x Vbesleme) + F temel frekansında sinüs dalgaları ve bundan sonraki harmonikler

Bu harika! Bunun anlamı, PWM sinyalimizi, PWM temelini ve yukarıdaki her şeyi engelleyen bir alçak geçiren filtreden geçirirsek. Sadece DC voltaj terimiyle kaldık. Görev çevrimini değiştirerek 0 - Vbesleme aralığında açıklandığı gibi istediğimiz voltajı rahatlıkla üretebiliriz.

Yukarıda belirtilen istenen özelliklere dayanarak çıkış filtresini tasarlayabiliriz. Kayıpları önlemek için minimum dirençle yapılmış bir alçak geçiren filtreye ihtiyacımız var. Bu nedenle sadece indüktörler ve kapasitörler kullanıyoruz. 1 - 2KHz arasında bir rezonans frekansı seçersek, o frekansın yakınında herhangi bir sinyal enjekte etmediğimiz için rezonanstan kaçınırız. İşte filtre tasarımımız. Çıktımızı C1'deki voltaj olarak alıyoruz.

L1 = L2 = 440uH, C1 = 8.4uF seçerek 1.85KHz'lik bir rezonans frekansı hesaplarız. Bunlar da gerçekçi bileşen değerleridir.

İndüktörlerimizin beklediğimiz akımlarda doymaya başlamamasını sağlamak çok önemlidir. Kullandığım indüktörler 3A doyma akımına sahip. Bu, devremizin çıkış gücündeki sınırlayıcı faktör olacaktır. Kondansatör voltaj derecesi de dikkate alınması önemlidir. Bu durumda çok fazla olan 450v seramik kullanıyorum!

Bode grafiği (biraz farklı L/C değerleri için) LTspice kullanılarak oluşturulmuştur. Bize farklı giriş frekanslarına uygulanan zayıflamayı gösterir. 1.8KHz'de rezonans frekansını açıkça görebiliriz. 50Hz'lik bir sinyalin neredeyse tamamen katkısız olduğunu gösterirken, size 45 KHz'lik bir sinyalin 54dB tarafından zayıflatıldığını söyleyebilirim!

O halde PWM taşıyıcı frekansımızı ~45KHz olarak seçelim. Daha yüksek PWM taşıyıcı frekansları seçilerek filtre frekansı daha yüksek yapılabilir. Bu iyi çünkü L ve C değerlerini küçültüyor. Bu, daha küçük ve daha ucuz bileşenler anlamına gelir. Dezavantajı, daha yüksek PWM anahtarlama frekanslarının, transistör anahtarlarında daha büyük kayıplara neden olmasıdır.

Adım 6: Faz ve Frekansı Senkronize Etme

Faz ve Frekansı Senkronize Etme
Faz ve Frekansı Senkronize Etme
Faz ve Frekansı Senkronize Etme
Faz ve Frekansı Senkronize Etme
Faz ve Frekansı Senkronize Etme
Faz ve Frekansı Senkronize Etme

Şebeke bağlantılı inverteri şebeke fazına ve frekansına senkronize etmek, bir şebeke bağlantılı invertör yapan şeydir. Şebeke sinyalinin doğru faz takibini sağlamak için bir PLL'nin (Faz Kilitli Döngü) dijital uygulamasını kullanıyoruz. Bunu şu şekilde yapıyoruz:

  1. Şebeke voltajının örneklenmesi
  2. Kendimize ait yerel bir 50Hz sinüzoidal sinyal üretmek
  3. Yerel sinyalimiz ile şebeke sinyali arasındaki fazın karşılaştırılması
  4. 2 sinyal arasındaki faz farkı sıfır olana kadar yerel sinyalin frekansının ayarlanması

1) Şebeke voltajının örneklenmesi

Hat voltajını okumak için 3. bir ADC kanalı yapılandırıyoruz. Bunu, bir transformatör musluğunu gösterildiği gibi bölen voltajla elde ederiz. Bu, şebeke voltajını tam olarak temsil eden yaklaşık 1,65v arasında değişen ölçeklenmiş bir voltaj sağlar.

2) Yerel bir 50Hz sinüzoidal sinyal üretmek Kendi yerel 50Hz sinüs dalgamızı üretmek kolaydır. 256 sinüs değerinden oluşan bir arama tablosu saklıyoruz. Simüle edilmiş sinüs değerimiz, tabloda kademeli olarak dönen bir arama dizini kullanılarak kolayca elde edilir.

50Hz sinyal alabilmek için indeksimizi tam olarak doğru oranda arttırmalıyız. Yani 256 x 50Hz = 12, 800/sn. Bunu 168MHz'de saatli timer9 kullanarak yapıyoruz. 168MHz/12800 = 13125 saat tiklerini bekleyerek dizinimizi doğru oranda adımlamış olacağız.

3) Yerel sinyalimiz ile şebeke sinyali arasındaki fazın karşılaştırılması Bu harika kısım! cos(wt) x sin(wt)'nin çarpımını 1 periyotta entegre ederseniz, sonuç sıfır olur. Faz farkı 90 dereceden farklıysa sıfır olmayan bir sayı alırsınız. Matematiksel olarak:

İntegral[Asin(t) x Bsin(t + φ)] = Ccos(φ)

Bu harika! Şebeke sinyali sin(ωt)'yi yerel sinyalimiz sin(⍵t + φ) ile karşılaştırmamızı ve bir değer elde etmemizi sağlar.

Ancak ele alınması gereken bir konu var: Sinyallerimizin fazda kalmasını istiyorsak, Ccos(φ) terimini maksimumda tutmak için yerel frekansımızı ayarlamamız gerekiyor. Bu pek işe yaramayacak ve zayıf faz takibi elde edeceğiz. Bunun nedeni, ɑcos(φ)'nin d/dφ'sinin φ = 0'da 0 olmasıdır. Bu, Ccos(φ) teriminin fazdaki değişikliklerle çok fazla değişmeyeceği anlamına gelir. bu mantıklı mı?

Örneklenen şebeke sinyalini, cos(ωt + φ) olacak şekilde 90 derece faz kaydırmak çok daha iyi olurdu. O zaman buna sahibiz:

İntegral[Asin(t) Bcos(t + φ)] = Csin(φ)

90 derecelik bir faz kaymasını tanıtmak kolaydır, sadece ana ADC voltaj örneklerimizi bir tamponun bir ucuna yerleştiririz ve 90 derecelik bir faz kaymasına karşılık gelen birkaç numuneyi daha sonra çıkarırız. Şebeke frekansı 50Hz'den pek farklı olmadığı için basit bir zaman geciktirme tekniği mükemmel bir şekilde çalışır.

Şimdi 90 derecelik faz kaydırmalı şebeke sinyalimizi yerel sinyalimizle çarpıyoruz ve son periyot boyunca (yani son 256 değer üzerinden) ürünün çalışan bir integralini tutuyoruz.

2 sinyal tam olarak 90 derece ayrı tutulursa, bildiğimiz sonuç sıfır olacaktır. Bu harika çünkü şebeke sinyaline az önce uyguladığımız faz kaymasını geri alıyor. Açıklığa kavuşturmak için, integral terimini maksimize etmek yerine onu sıfır tutmaya çalışıyoruz ve şebeke sinyalimizi faz kaydırıyoruz. Bu 2 değişikliğin getirdiği 90 derecelik faz kaymaları birbirini iptal eder.

Öyleyse, Integral_Result < 0 ise, onu şebeke ile aynı faza getirmek için yerel osilatör frekansımızı artırmamız gerektiğini biliyoruz ve bunun tersi de geçerlidir.

4) Yerel sinyalin frekansını ayarlamaBu bit kolaydır. İndeksimiz aracılığıyla artış arasındaki süreyi basitçe ayarlıyoruz. Faz farkını ne kadar hızlı düzeltebileceğimizi, esasen sahte olanları filtreleyerek kısıtlarız. Bunu çok küçük bir I terimli bir PI denetleyici kullanarak yapıyoruz.

Ve bu kadar. Yerel sinüs dalga osilatörümüzü (çıkış akımı ayar noktasını belirleyen) şebeke gerilimi ile aynı fazda olacak şekilde kilitledik. Bir PLL algoritması uyguladık ve bir rüya gibi çalışıyor!

Lokal osilatörümüzün frekansını arttırmak, şebeke sinyaline verilen faz kaymasını da azaltır. Frekans ayarını +/-131 tik (+/- ~%1) ile sınırladığımız için faz kaymasını en fazla +/- 1° etkileriz. Fazlar senkronize olurken bu hiç önemli olmayacak.

Teorik olarak, şebeke frekansı 0,5 Hz'den fazla saparsa, faz kilidimizi kaybederiz. Bunun nedeni, yerel osilatör frekansımızı ne kadar ayarlayabileceğimize ilişkin yukarıdaki kısıtlamamızdır. Ancak bu, şebeke arızalanmak üzere olmadıkça gerçekleşmeyecek. Adaya karşı korumamız zaten bu noktada devreye girecek.

Sinyalleri ofsetten faz içi başlatmada elimizden gelenin en iyisini denemek için başlangıçta bir sıfır geçiş algılama gerçekleştiririz.

7. Adım: Ada oluşumunu önleme

ada karşıtı
ada karşıtı

Wikipedia'da ada ve ada karşıtı teknikler hakkında harika bir makale var. Ayrıca bu konu söz konusu olduğunda insanların gereğinden fazla tısladığını ve kanat çırptığını ima eder. "Oh, kendi şebeke bağlantı invertörünüzü kuramazsınız, birini öldüreceksiniz vb."

Wikipedia makalesinde daha iyi açıklandığı gibi, birlikte yeterli koruma sağlayan birkaç güvenlik önlemi kullanıyoruz (bence):

  1. Düşük/Aşırı voltaj
  2. Düşük/Aşırı frekans

Bu durumları, örneklenmiş ölçekli şebeke voltajımızı basitçe analiz ederek tespit edebiliriz. Herhangi bir şey ters giderse, H köprüsünü devre dışı bırakın ve işlerin normale dönmesini bekleyin.

Önerilen: