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正弦波控制板制作-逆变器-单相-离网

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马丽 发表于 2020-1-3 12:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 马丽 于 2020-1-11 21:50 编辑

   大家好!自从上次发了一款数控电源,好久没发帖了!首先声明,本人编程是半桶水,自学刚不久,误打误撞,与大家共进步。
    这次做单相正弦波离网控制板,紧接着做单相并网正弦波控制板,再做三相正弦波离网控制板,最后做三相正弦波并网控制板。望大家多多支持,所有方案,均使用PIC单片机。
      先说说本人做并网逆变器的目的,我想实现做“回馈式电子负载”功能,因为老化逆变器或者老化开关电源,大家都是使用电阻做负载,白白浪费掉电能,我想把这些电能收集起来,用逆变器并网的形式,反馈到我们的供电设备的输入端,这样就形成了循环式老化产品,理论上是,足功率老化产品不耗电,实际不然,我们需要补充机器设备的损耗,所以回馈式电子负载可以收集90%的电能,这是本人的目标,同时还需要大家大力支持!
     要想做好并网逆变器,必须要做好离网逆变器,话不多说,先看单相离网正弦波控制板原理图
正弦波原理图.jpg
    本控制板专门驱动大功率IGBT,具有负压关断功能,是IGBT的最佳选择。左边是H桥驱动供电电源,中上部是单片机核心部分,中下部是H桥感应输出电流比较器,控制输出功率大小,右边是高速IGBT驱动光耦,专门对IGBT隔离驱动,提供负压关断功能。大家都知道,场效应管是零伏可以截止关断,IGBT就不一样了,需要负压提供,才可以可靠关断。
    主芯片采用的PIC16F716,程序是在百度参考的,只不过做了些更改,采样电路使用的和EG8010一模一样的电路,采样方式均使用峰值采样,逆变器的后级电路如图下:
正弦波输出.jpg
   接下来绘制PCB,相信大家,在正弦波离网方面,大家都很熟悉了,我也不过多的讲解,在并网方面,给大家做仔细的讲解,也同样使用这款芯片PIC16F716做并网正弦波控制板
   我再说说我对PIC16F716的看法,我觉得线路简单,编程简单,一切从简单入手,我看过好的使用的PIC16F716,输出波形很不如意,其实不是芯片的问题,是程序的问题,要想输出好的波形,必须自己编写正弦波码表,自己编写的,那才叫一个漂亮!
码表.jpg
     SPWM载频:16.00KHZ
     输出正弦波频率:50.0HZ
PCB.jpg
PCB画好了,尺寸:75*42mm打样中
PCB1.jpg
PCB2.jpg
PCB到了,开始焊接贴片了
51hei图片_20191225153944.jpg
51hei图片_20191225153622.jpg


说明.jpg
板子焊好了
各脚功能图
未标题-1.jpg
这是各个引脚功能,准备通电测试
   给大家说一下2(SD)脚和3(IFB)脚的处理:
     过流信号有两种情况,一是启动冲击过流(防浪涌),二是短路过流,经过0.5秒的滤出,这个时间可以随便改写,确认短路过流后,四桥臂全部为低电平,同时2脚输出5V,去控制前级升压的开关电路,关闭前级工作。
      #define SD          RB0         
      #define PWM1H   RB1         
      #define PWM1L   RB2         
      #define IFB         RB4         
      I_num++;               
      if(IFB==0) I_num=0;     
     if(IFB==1)         //判断是否过流 ,即是10脚  
     {         
        if(I_num>=5000)           //延长0.5秒
        {            
            CCP1CON=0xf0;     
            PEIE=0;     //外围模块中断使能关     
           GIE=0;       //关全局中断     
           TMR1H=0x00;     //T1时间高位赋值     
           TMR1L=0x00;     //T1时间低位赋初值     
           TMR2IE=0;        //关定时器2中断使能     
           TMR2ON=0;      //关定时器2           
           PWM1H=0;            
           PWM1L=0;           
          I_num=0;            
          SD=1;        
        }      
     }
   测试步骤:
   首先14脚与15脚输入+24V直流电源,测试每个光耦的6脚和8脚,电压为24V.紧接着在16脚输入+5V,示波器测试5脚和8脚,输出为50Hz互补方波,10脚和12脚,输出为16KHz互补SPWM波,大功告成!
   再说说为什么我要编写16KHz的载频,因为16KHz的载频能适应模块型的常用大功率IGBT,只有模块IGBT才能做的出大功率正弦波逆变器来,有空本人想利用此方案,做一台20KW的单相正弦波逆变器。
51hei图片_20191225145006.jpg
51hei图片_20191225145016.jpg
通电测试,波形还满意,所以,正弦波码表真还得自己计算。我测试波形喜欢使用直流档,大家看输出波形在中间轴上,证明输出不含直流。
  此次试验成功,输出频率精准,输出电压稳定度很好,负载和空载输出电压保持不变。
       本样板软件稳压方式,采用的是峰值稳压,电压瞬时值反馈和有效值反馈结构的,双闭环控制方式。外环电压有效值反馈,使系统稳态时尽可能实现输出无静差,内环采用瞬时值反馈,保证系统获得优良的动态性能,二者各司其职,共同协作。
      本人选择峰值稳压,是因为暂态闭环响应速度快,对母线电压的变化和输出负载的变化,瞬态响应均快,控制环线路简单,控制环易于控制。另外瞬时峰值的电压,是内在固有的逐个峰值波一一控制。
51hei图片_20191227095717.jpg
物料清单:
51hei截图20191227100928.jpg
   好了!接下来我开始筹备单相并网正弦波程序了,芯片也是使用的PIC16F716单片机,估计也很快会完成
   另外有朋友拿到我的样片,测试后的结果,欢迎来论坛里沟通,看看程序还需要做哪方面的升级,谢谢大家。
  下一篇:逆变器 - 单相 - 并网正弦波控制板
   欢迎阅读!
  今天我给正弦波控制板加了个显示
开机.jpg
开机画面
工作.jpg
工作画面
   显示屏程序
显示程序.jpg
   加入12864显示的目的,方便我下一篇单相并网逆变器,显示并网参数及状态
   第二篇开始了:逆变器-单相-并网正弦波控制板
   喜欢逆变器并网的朋友过来一起互相学习!
   http://www.lektrabg.com/bbs/dpj-178493-1.html

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toyboy 发表于 2020-1-6 01:27 | 显示全部楼层
从你的描述上理解,你是想把“老化逆变器或者老化开关电源”时,把把设备老化过程消耗在电阻上的电功率回收(即去掉负载电阻),并回输回电网?
如果我理解正确的话,那么就是AC to DC to AC (例子:假设AC220V变DC24V,然后DC24V变AC220V,移相同步,并回电网);那么,这里面有一个要求:负载固定!(老化目的需要的负载),在并回电网的时候是不是负载固定?(泵式输送?不管电网需不需要,强行输送功率?)设备的功率老化处理目的是对设备做“可靠性筛选试验”,是设备质量优劣的检验手段,(电阻负载是最稳固的电功率负载),所以,“必须、绝对”得保证老化试验的“必需条件”需求!!

我不是搞电力的,对并网这部分不了解,上面是我的理解,也是我的疑问。

你的想法、初衷非常好,支持!如果排除、忽略这中间的耗损,这是一个“永动机”项目啊!祝你成功。。
tieq1952 发表于 2020-1-6 07:03 | 显示全部楼层
谢谢分享!!!
 楼主| 马丽 发表于 2020-1-6 13:16 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 01:27
从你的描述上理解,你是想把“老化逆变器或者老化开关电源”时,把把设备老化过程消耗在电阻上的电功率回收 ...

理解很准确,我的并网功率调节是PI算法,范围是0到最大值并网
toyboy 发表于 2020-1-6 14:37 | 显示全部楼层
马丽 发表于 2020-1-6 13:16
理解很准确,我的并网功率调节是PI算法,范围是0到最大值并网

那好,我想知道你如何保证负载稳固?老化时间是多久?而且,你的老化需不需要加温或加压?需不需空载、满载、超载、回灌等动态冲击?
toyboy 发表于 2020-1-6 15:02 | 显示全部楼层
马丽 发表于 2020-1-6 13:16
理解很准确,我的并网功率调节是PI算法,范围是0到最大值并网

并网部分是另一个问题,首要条件是满足老化程序流程,替换电阻负载的物品或设备必须是“稳固”的合适负载,(例如:要对100W的电源进行老化测试,接入的电阻是有要求的!10Ω 100A 与0.01Ω 10000A,同样是100W,但意义、要求却相差很大!)也就是说,被老化的设备对负载接入阻抗有要求!(接入电容的容抗,电机、电感的感抗等)所以,对于后面接入的替代负载要求很高,这点请你留意。
 楼主| 马丽 发表于 2020-1-6 19:37 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 15:02
并网部分是另一个问题,首要条件是满足老化程序流程,替换电阻负载的物品或设备必须是“稳固”的合适负载 ...

现在讨论这些太早了,当务之急是要完成市电的并网,并网成功,才可以讨论这些,至于阻抗的匹配,只是一个输入电压与功率的适应范围,可以进行DC转DC就可以解决的,负载的稳固,只是一个恒流精度的问题,因为输出电压是固定的,要么是AC110V,要么是AC220V,所以只要电流恒定,输出功率就稳固了
 楼主| 马丽 发表于 2020-1-6 19:47 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 15:02
并网部分是另一个问题,首要条件是满足老化程序流程,替换电阻负载的物品或设备必须是“稳固”的合适负载 ...

现在的PID算法这么成熟,相信稳住电流,不是难事。就拿这款正弦波控制板来说,我已做过实验EG8010方案,在同样机型上面测试,3KW空载和满载EG8010压差3V,我的16F716,压差基本上没有,做到了无压差,我里面的稳压算法采用了PI算法,并且是使用的双闭环控制,大家可以拿样板去试试吧!
toyboy 发表于 2020-1-6 23:09 | 显示全部楼层
我大致理解你的意思了,你是要先做一个形似于光伏、风能并网的系统。
 楼主| 马丽 发表于 2020-1-7 06:58 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 23:09
我大致理解你的意思了,你是要先做一个形似于光伏、风能并网的系统。

是滴,至于逻辑控制。保护啥的,后面一步一步的添加
381864948 发表于 2020-1-11 02:45 来自手机 | 显示全部楼层
能详细讲解下瞬时值反馈和有效值反馈吗,实在看不出来这两个反馈
tieq1952 发表于 2020-1-12 09:10 | 显示全部楼层
谢谢分享!!!
 楼主| 马丽 发表于 2020-2-8 11:11 | 显示全部楼层
381864948 发表于 2020-1-11 02:45
能详细讲解下瞬时值反馈和有效值反馈吗,实在看不出来这两个反馈

在电路外面是看不出来的,在外面只能看到稳压效果,纹丝不动,双环控制是程序里面操控
小莉莉 发表于 2020-2-10 01:31 | 显示全部楼层
這個厲害了!!
8000W藥用多大的電池啊??
xiaoxueshengyou 发表于 2020-2-14 23:19 | 显示全部楼层
怎么把家里的220变成三相380呢
 楼主| 马丽 发表于 2020-2-15 09:04 | 显示全部楼层
那个简单的,前级升压至650Vdc,后级加一张3相正弦波控制板逆变器就好了
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