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正弦波控制板制作-逆變器-單相-離網

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樓主
ID:236867 發表于 2020-1-3 12:23 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 馬麗 于 2020-1-11 21:50 編輯

   大家好！自從上次發了一款數控電源，好久沒發帖了！首先聲明，本人編程是半桶水，自學剛不久，誤打誤撞，與大家共進步。
    這次做單相正弦波離網控制板，緊接著做單相并網正弦波控制板，再做三相正弦波離網控制板，最后做三相正弦波并網控制板。望大家多多支持，所有方案，均使用PIC單片機。
      先說說本人做并網逆變器的目的，我想實現做“回饋式電子負載”功能，因為老化逆變器或者老化開關電源，大家都是使用電阻做負載，白白浪費掉電能，我想把這些電能收集起來，用逆變器并網的形式，反饋到我們的供電設備的輸入端，這樣就形成了循環式老化產品，理論上是，足功率老化產品不耗電，實際不然，我們需要補充機器設備的損耗，所以回饋式電子負載可以收集90%的電能，這是本人的目標，同時還需要大家大力支持！
     要想做好并網逆變器，必須要做好離網逆變器，話不多說，先看單相離網正弦波控制板原理圖

    本控制板專門驅動大功率IGBT，具有負壓關斷功能，是IGBT的最佳選擇。左邊是H橋驅動供電電源，中上部是單片機核心部分，中下部是H橋感應輸出電流比較器，控制輸出功率大小，右邊是高速IGBT驅動光耦，專門對IGBT隔離驅動，提供負壓關斷功能。大家都知道，場效應管是零伏可以截止關斷，IGBT就不一樣了，需要負壓提供，才可以可靠關斷。
    主芯片采用的PIC16F716，程序是在百度參考的，只不過做了些更改，采樣電路使用的和EG8010一模一樣的電路，采樣方式均使用峰值采樣，逆變器的后級電路如圖下：

   接下來繪制PCB,相信大家，在正弦波離網方面，大家都很熟悉了，我也不過多的講解，在并網方面，給大家做仔細的講解，也同樣使用這款芯片PIC16F716做并網正弦波控制板
   我再說說我對PIC16F716的看法，我覺得線路簡單，編程簡單，一切從簡單入手，我看過好的使用的PIC16F716，輸出波形很不如意，其實不是芯片的問題，是程序的問題，要想輸出好的波形，必須自己編寫正弦波碼表，自己編寫的，那才叫一個漂亮！

     SPWM載頻：16.00KHZ
     輸出正弦波頻率：50.0HZ

PCB畫好了，尺寸：75*42mm打樣中

PCB到了，開始焊接貼片了



板子焊好了
各腳功能圖

這是各個引腳功能，準備通電測試
   給大家說一下2（SD）腳和3(IFB)腳的處理：
     過流信號有兩種情況，一是啟動沖擊過流（防浪涌），二是短路過流，經過0.5秒的濾出，這個時間可以隨便改寫，確認短路過流后，四橋臂全部為低電平，同時2腳輸出5V,去控制前級升壓的開關電路，關閉前級工作。
      #define SD          RB0         
      #define PWM1H   RB1         
      #define PWM1L   RB2         
      #define IFB         RB4         
      I_num++;               
      if(IFB==0) I_num=0;     
     if(IFB==1)         //判斷是否過流 ，即是10腳  
     {         
        if(I_num>=5000)           //延長0.5秒
        {            
            CCP1CON=0xf0;     
            PEIE=0;     //外圍模塊中斷使能關     
           GIE=0;       //關全局中斷     
           TMR1H=0x00;     //T1時間高位賦值     
           TMR1L=0x00;     //T1時間低位賦初值     
           TMR2IE=0;        //關定時器2中斷使能     
           TMR2ON=0;      //關定時器2           
           PWM1H=0;            
           PWM1L=0;           
          I_num=0;            
          SD=1;        
        }      
     }
   測試步驟：
   首先14腳與15腳輸入+24V直流電源，測試每個光耦的6腳和8腳，電壓為24V.緊接著在16腳輸入+5V,示波器測試5腳和8腳，輸出為50Hz互補方波，10腳和12腳，輸出為16KHz互補SPWM波,大功告成！
   再說說為什么我要編寫16KHz的載頻，因為16KHz的載頻能適應模塊型的常用大功率IGBT,只有模塊IGBT才能做的出大功率正弦波逆變器來，有空本人想利用此方案，做一臺20KW的單相正弦波逆變器。

通電測試，波形還滿意，所以，正弦波碼表真還得自己計算。我測試波形喜歡使用直流檔，大家看輸出波形在中間軸上，證明輸出不含直流。
  此次試驗成功，輸出頻率精準，輸出電壓穩定度很好，負載和空載輸出電壓保持不變。
       本樣板軟件穩壓方式，采用的是峰值穩壓，電壓瞬時值反饋和有效值反饋結構的，雙閉環控制方式。外環電壓有效值反饋，使系統穩態時盡可能實現輸出無靜差，內環采用瞬時值反饋，保證系統獲得優良的動態性能，二者各司其職，共同協作。
      本人選擇峰值穩壓，是因為暫態閉環響應速度快，對母線電壓的變化和輸出負載的變化，瞬態響應均快，控制環線路簡單，控制環易于控制。另外瞬時峰值的電壓，是內在固有的逐個峰值波一一控制。
物料清單：

   好了！接下來我開始籌備單相并網正弦波程序了，芯片也是使用的PIC16F716單片機，估計也很快會完成
   另外有朋友拿到我的樣片，測試后的結果，歡迎來論壇里溝通，看看程序還需要做哪方面的升級，謝謝大家。
  下一篇：逆變器 - 單相 - 并網正弦波控制板
   歡迎閱讀！
  今天我給正弦波控制板加了個顯示
開機畫面

工作畫面
   顯示屏程序

   加入12864顯示的目的，方便我下一篇單相并網逆變器，顯示并網參數及狀態
   第二篇開始了：逆變器-單相-并網正弦波控制板
   喜歡逆變器并網的朋友過來一起互相學習！
   http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-178493-1.html

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沙發
ID:516863 發表于 2020-1-6 01:27 | 只看該作者
從你的描述上理解，你是想把“老化逆變器或者老化開關電源”時，把把設備老化過程消耗在電阻上的電功率回收（即去掉負載電阻），并回輸回電網？
如果我理解正確的話，那么就是AC to DC to AC (例子：假設AC220V變DC24V，然后DC24V變AC220V，移相同步，并回電網）；那么，這里面有一個要求：負載固定！（老化目的需要的負載），在并回電網的時候是不是負載固定？（泵式輸送？不管電網需不需要，強行輸送功率？）設備的功率老化處理目的是對設備做“可靠性篩選試驗”，是設備質量優劣的檢驗手段，（電阻負載是最穩固的電功率負載），所以，“必須、絕對”得保證老化試驗的“必需條件”需求！！

我不是搞電力的，對并網這部分不了解，上面是我的理解，也是我的疑問。

你的想法、初衷非常好，支持！如果排除、忽略這中間的耗損，這是一個“永動機”項目啊！祝你成功。。
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板凳
ID:253767 發表于 2020-1-6 07:03 | 只看該作者
謝謝分享!!!
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地板
ID:236867 發表于 2020-1-6 13:16 | 只看該作者
toyboy 發表于 2020-1-6 01:27
從你的描述上理解，你是想把“老化逆變器或者老化開關電源”時，把把設備老化過程消耗在電阻上的電功率回收 ...

理解很準確，我的并網功率調節是PI算法，范圍是0到最大值并網
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5#
ID:516863 發表于 2020-1-6 14:37 | 只看該作者
馬麗 發表于 2020-1-6 13:16
理解很準確，我的并網功率調節是PI算法，范圍是0到最大值并網

那好，我想知道你如何保證負載穩固？老化時間是多久？而且，你的老化需不需要加溫或加壓？需不需空載、滿載、超載、回灌等動態沖擊？
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6#
ID:516863 發表于 2020-1-6 15:02 | 只看該作者
馬麗 發表于 2020-1-6 13:16
理解很準確，我的并網功率調節是PI算法，范圍是0到最大值并網

并網部分是另一個問題，首要條件是滿足老化程序流程，替換電阻負載的物品或設備必須是“穩固”的合適負載，（例如：要對100W的電源進行老化測試，接入的電阻是有要求的！10Ω 100A 與0.01Ω 10000A，同樣是100W，但意義、要求卻相差很大！）也就是說，被老化的設備對負載接入阻抗有要求！（接入電容的容抗，電機、電感的感抗等）所以，對于后面接入的替代負載要求很高，這點請你留意。
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7#
ID:236867 發表于 2020-1-6 19:37 | 只看該作者
toyboy 發表于 2020-1-6 15:02
并網部分是另一個問題，首要條件是滿足老化程序流程，替換電阻負載的物品或設備必須是“穩固”的合適負載 ...

現在討論這些太早了，當務之急是要完成市電的并網，并網成功，才可以討論這些，至于阻抗的匹配，只是一個輸入電壓與功率的適應范圍，可以進行DC轉DC就可以解決的，負載的穩固，只是一個恒流精度的問題，因為輸出電壓是固定的，要么是AC110V，要么是AC220V,所以只要電流恒定，輸出功率就穩固了
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8#
ID:236867 發表于 2020-1-6 19:47 | 只看該作者
toyboy 發表于 2020-1-6 15:02
并網部分是另一個問題，首要條件是滿足老化程序流程，替換電阻負載的物品或設備必須是“穩固”的合適負載 ...

現在的PID算法這么成熟，相信穩住電流，不是難事。就拿這款正弦波控制板來說，我已做過實驗EG8010方案，在同樣機型上面測試，3KW空載和滿載EG8010壓差3V,我的16F716，壓差基本上沒有，做到了無壓差，我里面的穩壓算法采用了PI算法，并且是使用的雙閉環控制，大家可以拿樣板去試試吧！
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9#
ID:516863 發表于 2020-1-6 23:09 | 只看該作者
我大致理解你的意思了，你是要先做一個形似于光伏、風能并網的系統。
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10#
ID:236867 發表于 2020-1-7 06:58 | 只看該作者
toyboy 發表于 2020-1-6 23:09
我大致理解你的意思了，你是要先做一個形似于光伏、風能并網的系統。

是滴，至于邏輯控制。保護啥的，后面一步一步的添加
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11#
ID:673060 發表于 2020-1-11 02:45 來自手機 | 只看該作者
能詳細講解下瞬時值反饋和有效值反饋嗎，實在看不出來這兩個反饋
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12#
ID:253767 發表于 2020-1-12 09:10 | 只看該作者
謝謝分享!!!
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13#
ID:236867 發表于 2020-2-8 11:11 | 只看該作者
381864948 發表于 2020-1-11 02:45
能詳細講解下瞬時值反饋和有效值反饋嗎，實在看不出來這兩個反饋

在電路外面是看不出來的，在外面只能看到穩壓效果，紋絲不動，雙環控制是程序里面操控
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14#
ID:384013 發表于 2020-2-10 01:31 | 只看該作者
這個厲害了!!
8000W藥用多大的電池啊??
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15#
ID:693374 發表于 2020-2-14 23:19 | 只看該作者
怎么把家里的220變成三相380呢
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16#
ID:236867 發表于 2020-2-15 09:04 | 只看該作者
那個簡單的，前級升壓至650Vdc，后級加一張3相正弦波控制板逆變器就好了
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17#
ID:430492 發表于 2020-3-5 14:57 | 只看該作者
任何創造發明都是基于起始的一個想法，感覺應當能成，就老化來說，肯定能達到很大程度節能。
對于回饋電網吧，感覺其實是回收一部分能源，反饋給老化機使用比較合適，因為老化設備自身就會有一定的損耗，這樣老化的電能消耗會小很多，光就這個想法就是功德無量。
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18#
ID:1017908 發表于 2022-4-13 00:42 | 只看該作者
你好，
我是一名初級工程師，我正在開發離網逆變器，我發現了一篇關于你開發的離網正弦波控制板的帖子. 我想知道您能否以某種方式幫助我了解您在控制板上應用的峰值電壓反饋迴路.
我非常感謝您的關注.
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19#
ID:95059 發表于 2023-7-13 15:21 | 只看該作者
逆變器是我的最愛！研究了十多年
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20#
ID:95059 發表于 2023-7-13 15:22 | 只看該作者
toyboy 發表于 2020-1-6 01:27
從你的描述上理解，你是想把“老化逆變器或者老化開關電源”時，把把設備老化過程消耗在電阻上的電功率回收 ...

666
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21#
ID:22788 發表于 2023-7-26 09:53 | 只看該作者
又見亮德利
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22#
ID:1091337 發表于 2023-8-16 01:04 | 只看該作者
哪里有PCB
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