Dominando Circuitos Inversores: Guia Completo para Construção Residencial

A aplicação de diferentes fontes de energia elétrica como armazenamento em bateria CC junto com inversores está se tornando comum. Além disso, fontes de energia inversoras oferecem grande suprimento de energia adicional ou extra após o crescimento em dispositivos de comutação eletrônica de potência.

No entanto, continue lendo para entender como maximizar benefícios de circuitos inversores e saber tudo sobre eles. Significativamente, você saberá como fazer um em sua casa facilmente.

Uma imagem de componente eletrônico diodo

Significado de Circuito Inversor

Circuito inversor converte eletricidade de Corrente Contínua para Corrente Alternada para fornecer energia a redes elétricas ou sistemas autônomos. Em outras palavras, é o dispositivo que muda CC (Corrente Contínua) para CA (Corrente Alternada).

Como Funciona um Circuito Inversor?

É simples; o circuito conversor converte continuamente Corrente Alternada em Corrente Contínua sob retificação. Em outras palavras, a magnitude e a direção da onda mudam regularmente ao longo do tempo porque a Corrente Alternada é uma onda senoidal.

Assim, um diodo ajuda a passar eletricidade para convertê-la em corrente contínua, porém não em direção reversa.

Se a corrente contínua passa via o diodo, é apenas a direção direta que passará a eletricidade fazendo o pico positivo aparecer. Isso significa que a outra metade do ciclo será desperdiçada já que não vai negativamente ao seu pico.

Portanto, a estrutura do diodo é feita como uma ponte para passar pelo pico negativo via caminho direto. Para este fim, seu nome é retificação de onda completa já que transforma os picos de onda negativos e diretos.

Enquanto isso, a retificação de onda completa sozinha não pode criar formas de onda suaves enquanto os traços de tensão ondulada e flutuações de corrente alternada permaneceriam.

Assim, para limpar, o capacitor seria descarregado e carregado repetidamente. Portanto, suavizando e trocando a forma de onda próxima à Corrente Contínua.

Além disso, este circuito inversor simples então produzirá CA com frequência e tensão variáveis. O processo de conversão CA/CC comutará os transistores de potência como Transistor Bipolar de Porta Isolada (IGBT) enquanto muda os intervalos DESLIGADO/LIGADO para produzir ondas de pulso junto com larguras diversas.

Depois disso, os junta a uma quasi-onda senoidal conhecida como PWM (Modulação por Largura de Pulso).

O computador controla automaticamente a largura do pulso. Por exemplo, alguns computadores de chip único designados controlam o motor, que inclui uma função PWM pré-instalada.

Consequentemente, é viável produzir uma frequência diferente de pseudo ondas senoidais enquanto controla a velocidade de rotação do motor delineando os parâmetros desejados.

Em outra veia, é vital adicionar que o número de pulsos de corrente classifica circuitos retificadores e números de pulsos do inversor, que fluem para o lado de Corrente Contínua da tensão de entrada CA.

Além disso, os circuitos retificadores associados podem ser retificadores de 12 pulsos, retificadores de 18 pulsos, ou até mais. Enquanto isso, circuitos retificadores funcionam no modo de inversão quando controlados.

A configuração do diagrama acima agora é popular em fontes de alimentação CA com aplicação de acionamento de velocidade ajustável. Enquanto isso, se inversores adicionais se juntarem, obtém-se um inversor de 18 degraus com mais três inversores.

Formas de Onda de Saída do Circuito Inversor

Um inversor pode criar uma onda senoidal modificada, saída de onda quadrada, e onda modulada por largura de pulso, onda senoidal pulsada, forma de onda de tensão de saída, ou até onda senoidal baseada no design do circuito. Tipos populares de inversores criam ondas quasi-quadradas ou ondas quadradas.

Uma medida da pureza da onda senoidal é a distorção harmônica total (THD). Por exemplo, uma onda quadrada de duty cycle 50 por cento é como uma onda senoidal de 48 por cento THD.

Enquanto isso, a rede de distribuição de energia comercial é apenas menos de 3 por cento THD na forma de onda no ponto de conexão do consumidor. Mais ainda, o Padrão IEEE 519 aconselha menos de 5 por cento THD para sistemas que se conectam à rede elétrica.

No entanto, dois designs principais abundam para criar uma tensão de tomada doméstica da fonte CC de tensão mais baixa. Número um utiliza o conversor boost de comutação na produção de uma CC de tensão mais alta e depois convertendo para CA.

Ao mesmo tempo, o segundo design converte Corrente Contínua em Corrente Alternada no nível da bateria enquanto usa um transformador de frequência de linha na criação de tensões de saída.

Uma imagem de sistema de célula solar painel vetorial/isométrico

Como Construir um Circuito Inversor de Potência

Componentes Necessários

Os componentes principais são;

• R1, R2 = 100 Ohms / 10 watts fio enrolado.
• T1, T2 = Transistores de potência 2N3055.
• R3, R4 = 15 Ohms / 10 watts fio enrolado.
• Transformador = 9- 0- 9 Volts / 5 Amps.
• Dissipador de alumínio = cortado conforme tamanho necessário
• Bateria automotiva = 12 Volts / 10AH.
• VentileCom um inversor simples, você pode controlar velocidade de rotação. gabinete metálico = conforme tamanho de toda a montagem
• Bobina primária / 10-0-10V, 750 mA - bobina secundária

Outros componentes fundamentais incluem;

• Bateria 12v.
• Transistores 2N2222.
• Resistor.
• Datasheet 2N2222.
• Datasheet IRF630.
• Bateria de ácido, bateria única, e bateria extra
• Transformador de potência.
• Calor de alumínio.
• 9-0-9V, 5 AMP

Passos para Construir um Circuito Inversor de Potência

Primeiro Passo

Primeiro, obtenha uma folha de alumínio, corte ou divida a folha em duas partes de cerca de 5×5 polegadas. Enquanto nisso, fure buracos que caberão transistores de potência. Enquanto isso, note que os buracos devem ser cerca de 3mm de diâmetro.

Além disso, faça ou fure buracos apropriados para torná-lo firme e simples no encaixe no gabinete do inversor.

Segundo Passo

Em seguida, pegue o resistor e conecte-o em modo cruzado usando os braços do transistor, exatamente como o circuito exibido abaixo.

Terceiro Passo

Outra coisa é fixar os transistores firmemente nos dissipadores de calor usando parafusos ou porcas.

Quarto Passo

Depois disso, conecte resistores, dissipador de calor, e montagem de transistores através do circuito secundário do transformador.

Quinto Passo

Finalmente, coloque a montagem do transformador e PCB completa no gabinete metálico que tem boa ventilação. Anexe os pontos de entrada/saída mais suporte de fusível junto ao gabinete e conecte-os.

Agora o inversor está pronto. O inversor pode ajudar como um gabinete para abrigar Circuito Inversor. Além disso, note que a tensão de saída, frequência, e tensão de entrada, nível de tensão, e manuseio de potência geral dependem do design do dispositivo específico. Como resultado, você precisa considerar tudo antes da construção do circuito.

Como Testá-lo

A verificação operacional do seu circuito antes do uso em escala total é necessária. Para testar o dispositivo, leve uma conexão de lâmpada de 50-60 watts usando o soquete de saída do inversor. Após, coloque uma bateria (12 volts) usando o soquete de entrada do inversor.

A lâmpada acenderia clara e brilhantemente, indicando que sua conexão de circuito está correta e o inversor está preparado para seguir em campo. No entanto, quando a lâmpada não acende, você tem que reverificar suas conexões.

Inversores reagem mais rápido que geradores normais a influências de mudanças na frequência da rede. Assim, seu inversor precisa sincronizar com a frequência da rede.

Nota;

• Para começar, saiba que um transformador que aumenta uma tensão do primário para o secundário é um transformador elevador. O transformador elevador converte potência de baixa corrente, alta tensão em potência de alta corrente, baixa tensão.

• Mais ainda, você deve saber que perda de comutação é uma parte principal de todas as perdas do inversor em frequências de comutação mais altas. Assim, otimização de frequência de comutação é essencial para diminuir o THD e perdas de comutação em torno de dispositivos de potência.

• Consequentemente, com um inversor PWM trifásico de 5-kW, a validade do método de controle de gate proposto mais o meio de otimização avalia usando ICs de drive de gate digital.

Classificação do Circuito Inversor

A classificação de inversores inclui os tipos baseados em fonte, saída, e tipo de carga. Eles são;

Circuito Inversor—Características de Saída

• Inversor de Onda Senoidal
• Inversor de Onda Quadrada
• Inversor de Onda Senoidal Modificada

Circuito Inversor—Fonte do Inversor

• Inversor de Fonte de Tensão
• Inversor de Fonte de Corrente

Circuito Inversor—Tipo de Carga

• Inversor Monofásico

1. Inversor Meia-Ponte
2. Inversor Ponte Completa

• Inversor Trifásico;
  Este pode funcionar em dois modos dependendo do grau do pulso de gate. Eles são-

Modo 180 graus; o tempo de condução neste modo de operação para tiristor é 180 graus. Modo 120 graus; este modo de operação, por outro lado, conduz apenas dois tiristores por vez.

• Nível de Saída Número

1. Inversor Regular de Dois Níveis
2. Inversor Multi-Nível

Circuito Inversor—Outras classificações são:

Micro-Inversores - É um pequeno inversor para painéis solares individuais.

Inversor CMOS - (Complementary Metal-oxide Semiconductor) CMOS oferece funções lógicas. É um componente principal de circuito integrado. Inversor CMOS é o transistor de efeito de campo compreendendo o gate de metal em um semicondutor. Para este fim, o inversor CMOS está em vários dispositivos eletrônicos enquanto oferece dados em torno de pequenos circuitos.

Aplicações Comuns de Circuito Inversor

As principais aplicações de circuitos inversores incluem;

1. Circuito Inversor—Fonte de Alimentação Ininterrupta

UPS, uma fonte de alimentação ininterrupta, usa um inversor e baterias para fornecer energia CA se a energia principal não estiver disponível ou uma falha de energia. Por exemplo, o UPS conectado a um computador desktop para prevenir desligamento súbito em uma falha de energia.

2. Circuito Inversor—Em compressores de refrigeração

Além disso, você pode utilizar inversores para controlar a velocidade do motor do compressor para empurrar o fluxo de refrigerante variável durante a refrigeração.

Em outra veia, um inversor CA ou circuito inversor CA ajusta a velocidade do compressor para controlar a taxa de fluxo do gás (refrigerante), assim, consumindo baixa potência e corrente.

3. Circuito Inversor—Controle de velocidade de motor elétrico

Na mesma veia, eles ajudam a ajustar a velocidade de rotação de um motor. Com um inversor simples, você pode controlar velocidade de rotação. O inversor muda a frequência e tensão sob Tensão Variável Frequência Variável (VVVF).

4. Circuito Inversor—Solar

Inversores solares são componentes de sistema fotovoltaico que são para sistemas off-grid e grid-connected. Em outras palavras, este tipo de inversor tem funções únicas feitas para arranjos fotovoltaicos.

5. Circuito Inversor—Rede Elétrica

Também, outra aplicação principal de inversores é no consumo de energia e rede. A fabricação do inversor grid-tied é para alimentar o sistema de distribuição de energia elétrica.

sistema de célula solar com inversor híbrido

Conclusão

Em resumo, os passos acima mostraram que você pode fazer um circuito inversor em casa com os componentes certos e tensão de entrada. Aqui, fornecemos um procedimento direto para fazer um inversor e delineamos os componentes necessários para construí-lo.

Além disso, é aconselhável testar seu inversor após construir para assegurar sua eficácia. Também, seus olhos devem estar em designs de inversores, a potência de saída ou potência de saída.

Enquanto isso, se você acha que estes passos básicos de design são bastante complexos ou quer explorar designs mais avançados, clique aqui para obter mais esclarecimentos ou suporte.