Budujemy inwerter sinus do zasilania pomp centralnego ogrzewania.

Witam wszystkich zainteresowanych budową przetwornicy do zasilania awaryjnego i bezpośredniego pomp centralnego ogrzewania z energii odnawialnej.
Gdy już naładujemy akumulator energią z wiatraka lub paneli fotowoltaicznych
a najlepiej z obu źródeł, to chcielibyśmy oprócz oświetlenia salonu wykorzystać ją
w sposób pożyteczny.
Wielu ma piece węglowe z pompą obiegową, którą możemy zasilać z własnych źródeł energii nie tylko w przypadku zaniku zasilania z ZE. Gdy akumulator uzyska 14 V ,
śmiało możemy zasilać pompę gdy słońce penetruje w dzień, a w nocy może powieje. Akumulator będzie jedynie buforem, przez co wydłużymy jego żywotność.
Brakuje nam jedynie małej sprawnej przetwornicy z czystym sinusem,
która zasili pompę i sterownik, zapewniając prawidłowe napięcie wyjściowe w szerokim zakresie napięcia zasilającego /10 do 16 V/.
Jeżeli będzie zainteresowanie podzielę się swoimi pomysłami i może wspólnie rozwiniemy temat.

Samodzielnie zbudowane urządzenie daje wiele satysfakcji i możliwość łatwej naprawy gdy sprzęt musi się zepsuć np. od zalań, wilgoci czy przepięć. Koszt budowy niewielki jeżeli mamy transformator. Zamieszczam zdjęcie prototypu bez trafo.
Dodam, że wiele sterowników pomp wymaga czystego sinusa.

Zawsze myślałem, że inwerter bądź przetwornica impulsowa z czystą sinusoidą to wynalazki na bazie setki układów oraz rezystorów i kondensatorów lecz w twoim przypadku widzę, że nie jest ona raczej tak bardzo skomplikowana sądząc po ilości elementów.
Jeśli chodzi o koszt budowy to w jakim budżecie planujesz się zmieścić??
Jeśli możesz wrzuć schemat.

Generator sinusa (wystarczy popularny DDS na AVR) i wzmacniacz audio (wystarczy B klasa) z transformatorem i już masz piękny sinus na wyjściu... możesz zbudować przetwornice DC/DC i zrobić wzmacniacz w klasie B zasilany z 230*1.41, można w końcu zbudować układ przetwornicy DC/DC i uzmiennić sinusoidalnie jej napięcie odniesienia, tak naprawdę możliwości kombinowania jest cala masa.

deus.ex.machina napisał:

Generator sinusa (wystarczy popularny DDS na AVR) i wzmacniacz audio (wystarczy B klasa) z transformatorem i już masz piękny sinus na wyjściu.

Nie wiem jak się uzmiennia napięcie odniesienia, ale widziałem i zbudowałem wzmacniacz 100W mocy ciągłej do basu , był bardzo duży, ciężki i pobierał z 250 W z sieci i można go nazwać piecykiem.
Temat powoli zaczyna żyć i obiecuję , że pojawią się schematy i myślę, że pojawią się inne pomysły najlepiej niedokończone w tym temacie.

PATAFIAN_PATAFIAN napisał:

Zawsze myślałem, że inwerter bądź przetwornica impulsowa z czystą sinusoidą to wynalazki na bazie setki układów oraz rezystorów i kondensatorów

Też tak myślałem i postanowiłem sprawdzić. Przetwornica pracuje z konkretnym obciążeniem, więc zastosowałem minimum zabezpieczeń w postaci warystorów i bezpieczników co znacznie upraszcza konstrukcję. Analog czy procesory - oba rozwiązania są na początku trudne, ale dobry program ze stabilizacją napięcia wymaga wiedzy.
Na zdjęciu porównanie dwóch modulatorów.

stev-an napisał:

deus.ex.machina napisał:

Generator sinusa (wystarczy popularny DDS na AVR) i wzmacniacz audio (wystarczy B klasa) z transformatorem i już masz piękny sinus na wyjściu.

Nie wiem jak się uzmiennia napięcie odniesienia, ale widziałem i zbudowałem wzmacniacz 100W mocy ciągłej do basu , był bardzo duży, ciężki i pobierał z 250 W z sieci i można go nazwać piecykiem.
Temat powoli zaczyna żyć i obiecuję , że pojawią się schematy i myślę, że pojawią się inne pomysły najlepiej niedokończone w tym temacie.

Normalnie w przetwornicach napięcie odniesienia jest stałe i jest porównywane w komparatorze z napięciem sprzężenia a błąd wynikający z różnicy kontroluje kolejne stopnie. w Wypadku gdy zamiast stałego napięcia podamy napięcie zmienne to zmiany napięcia odniesienia przeniosą się na napięcie wyjściowe - w praktyce można powiedzieć ze taka przetwornica zachowa się jak wzmacniacz w klasie D i sporo jest takich wzmacniaczy na najpopularniejszych 494 np http://geekcircuits.com/2010/07/class-d-amp-using-tl494-dc-to-dc-converter-chip-2/ czy 3524 https://shortedwire.blogspot.nl/2014/09/class-d-ampliflier-based-on-sg3524-pwm.html
Oczywiście ze wzmacniacz w klasie B będzie miał relatywnie mniejsza sprawność niż klasa C czy D ale moim zdaniem 75% to dalej jest ok - większość pomp CO ma moce poniżej 100W wiec 150W jakoś nie będzie źle a i powstające ciepło jest tu akurat użyteczne.

Wzmacniacz akustyczny liczony jest w całym paśmie a gdy zejdziemy do basu 50 Hz , to zapotrzebowanie na moc rośnie i z 12 V nie zrobimy mocy 100W bo rosną straty na tranzystorach.
W grę wchodzą układy impulsowe choćby te na TL494 /ten układ z linku wykonałem, ale w modulacji jednobiegunowej dochodzą komplikacje ze wspólną masą.

Czekam na publikację bo noszę się z zamiarem zakupu takiego urządzenia zabezpieczającego pracę pomp do mojego kominka z płaszczem wodnym.

Zasugerowałem , że będzie to falownik z modulacją jednobiegunową bo ma wiele zalet i niewiele więcej elementów w modulatorze. Warto przeanalizować sposób modulacji aby utwierdzić się w tym przekonaniu. Pomoże w tym mały wykład prof. Ł. Starzaka.

stev-an napisał:

Wzmacniacz akustyczny liczony jest w całym paśmie a gdy zejdziemy do basu 50 Hz , to zapotrzebowanie na moc rośnie i z 12 V nie zrobimy mocy 100W bo rosną straty na tranzystorach.
W grę wchodzą układy impulsowe choćby te na TL494 /ten układ z linku wykonałem, ale w modulacji jednobiegunowej dochodzą komplikacje ze wspólną masą.

Wzmacniacz to wzmacniacz - jest mu wszystko jedno i moc strat nie zależy od częstotliwości - w wzmacniaczach audio rzadko mamy klasę B za to często mamy klasę AB która powoduje duże straty mocy - prawdziwy wzmacniacza mocy audio musi mieć małe zniekształcenia, w wypadku przetwornicy czy modulatora do silnika 1% nie jest kłopotem.
Przy 12V 10A to nie są jakieś nadzwyczajnie wielkie prądy - typowe prądy zasilaczy komputerowych są kilka razy większe.
By poprawić dopasowanie i zapewnić izolacje można użyć transformatora na wyjściu wzmacniacza.

Nie widziałem wzmacniacza akustycznego zasilanego z 10 V , który wytworzy 150W ciągłej mocy na basie i zmieści się na płytce o wym. 14 cm na 8 cm wraz z radiatorami chyba że to jest wzmacniacz kl.D. Najlepiej aby sprawność była powyżej 80% i zniekształcenia do 2%. Zamieszczam oscylogram tego basu.

stev-an napisał:

Nie widziałem wzmacniacza akustycznego zasilanego z 10 V , który wytworzy 150W ciągłej mocy na basie i zmieści się na płytce o wym. 14 cm na 8 cm wraz z radiatorami chyba że to jest wzmacniacz kl.D. Najlepiej aby sprawność była powyżej 80% i zniekształcenia do 2%.

Spoiler: Pokaż

Zamieszczam oscylogram tego basu.

Dochodzą nam nowe kryteria... nagle pojawił się rozmiar płytki, napięcie zasilające itd...
Jak rozumiem celem tego wątku jest coś co interesuje mnie również w jakiejś nieodległej perspektywie czyli źródła zasilania z "czystym" sinus dla pompy CO.

Zamieszczam schemat mostka . C1 opóźni zadziałanie przetwornicy aby modulator ustabilizował się, a dławik L1 nie jest konieczny ale zmniejsza prąd jałowy/ podpowiedź kol. zbyszekdymny/. D1 i D5 szybkie, kondensatory filtra najlepiej MKT lub foliowe na 400V. Transformator sprzężenia zwrotnego małej mocy 6V , przy innym napięciu skorygować opornikiem.

Czas na nową konstrukcję na jednej płytce modulator i mostek z radiatorem. Zamieszczam też oscylogram w pełni wysterowanego falownika jeszcze bez nadmodulacji. Nie ma trzeciego wejścia więc widoczna jest jedna sinusoida i trójkąt. Ostatecznie nośna ma 6,4 kHz i rzeczywista częstotliwość do filtrowania to ok 13 kHz co znacznie obniżyło temperaturę rdzenia transformatora.

atom1477 napisał:

A poza tym to można się pozbyć tego transformatora. Nie wiem po co tutaj go używacie.

Gdy znika jeden transformator, pojawia się drugi przy zasilaniu z akumulatora.

atom1477 napisał:

Ja nie daję nic (i silnikowi o nie przeszkadza, bo jego indukcyjność dokonuje filtrowania tętnień prądu), albo daję filtr LC na wyjściu.

Silnikowi nie przeszkadza, ale sterownikom pomp bez zasilacza transformatorowego już tak.
Procesory są świetne, ale program musi być bardzo dobry i nikt na forum nie chce napisać, przecież mógłby sprzedawać zaprogramowane procki tak jak np. AVT.
Na razie jest gotowy mały inwerter sinus w nowej odsłonie i działa.

A czy będzie ze stabilizacją napięcia i z małą częstotliwością przełączania np. 15kHz . Ale oczekujemy na tym forum programów najlepiej na dip 8, albo na cokolwiek.

Inwerter transformatorowy musi mieć stabilizację, bo gdy sterownik wyłączy pompę spadnie obciążenie i napięcie poszybuje w górę. Dochodzi niestabilne napięcie akumulatora.
Zwykle programuje się dwu biegunowo bo łatwiej, a modulacja jednobiegunowa lub jedno gałęziowa
to dopiero zabawa.
Bez stabilizacji za to pasuje z przetwornicą wysokonapięciową, gdzie napięcie wyjściowe stabilizujemy
w członie DC/DC.
Więc program może być przydatny jak najbardziej , choć już myślałem że mamy programistę

Sprzężenie zwrotne też musi być z wyjścia na przetwornice DC/DC. Kol. to jest miejsce na takie pomysły i jeśli coś masz to wrzucaj.

atom1477 napisał:

Całą robotę robi więc przetwornica DC/DC.
Jak dla mnie takie rozwiązanie ma mniejszy koszt.
Ja robiłem ze 200W.
Problemem jest tylko duża ilość cewek czy transformatorów impulsowych które trzeba by nawinąć.

Poznałem to rozwiązanie i wykorzystałem praktycznie. . Przetwornica pracowała poprawnie do 11 V,potem napięcie spadało bo nie wyrabiała przetwornica na SG tzn. za mało zwojów na wtórnym. Problem stwarzał brak separacji galwanicznej. W zamkniętej obudowie Ups może sobie pracować, ale gdy jest podłączony do 30 m instalacji wiatraka w deszczu i słocie, albo PV, to byle upływność wywalała różnicówkę. Trzeba odseparować falownik , zmienić trafo i do tego wrócę.
Teraz pracujemy nad transformatorową, a zdjęcie pokaże mnogość wysokonapięciowych elementów w przetwornicy 200 W z podwójną przemianą energii.

Dodano po 58 [minuty]:

No to wracam do tematu i dokonam podsumowania i oceny pracy przetwornicy transformatorowej w konkretnych warunkach .
Testy wykonałem w kotłowni gdzie obciążeniem była pompa o mocy 30, 75, 100 W 220 V i sterownik Płomyk. Program sterownika pompy wyłączał ją gdy temp. pieca spadała i włączał ponownie. Przerwy pracy pompy były krótkie. Używam pompy na najmniejszej mocy 30W i do tej mocy odnosi się test, ale bardzo dobrze pracuje na wszystkich zakresach.
- Przetwornica spełnia wszystkie moje oczekiwania.
- Nic nie przegrzewa się, bałem się o temperaturę transformatora w tym typie przetwornicy, ale po 5 godz. wynosiła 48 stopni C. i nie wzrastała/ temp. otoczenia 20 stopni/.
- Radiator zimny.
- Przy 12 V zasilania pobiera 3,35 A pompa i sterownik oraz 0,65 A sam sterownik.
- Przy tych mocach stabilizacja działa wyśmienicie.
- Zapewniona separacja galwaniczna.
Moim zdaniem warto zbudować . Koszty niewielkie gdy mamy jakiś transformator 6-8 V/ 220-230 V / najlepsze są rdzenie powojenne lub głośnikowe/.

Obiecałem pokazać jak zrobić prostą i tanią przetwornicę do co. z prawdziwym sinusem a jak to zrobić gdy nie ma zainteresowania. Na tym forum od lat pojawiają się nowe zapytania jak prosto i tanio zbudować takie urządzenie. Pojawiają się odpowiedzi że prosto to się nie da, albo że można kupić gotowe lub starego ups sinus za stówkę bez akumulatora. Sam używałem przez trzy sezony fabryczne urządzenie typu UPS ale po dwóch naprawach i wysuszonych akumulatorach postanowiłem sam zbudować. Chcę się tą wiedzą podzielić bezinteresownie i muszę pisać post pod postem.
Widzę że tu ktoś zagląda więc śmiało.

Witam, myślę że do falownika z przetwarzaniem DC/DC można zaadoptować program z falownika 1-fazowego AVT5360. Ewentualne modyfikacje nie powinny stanowić problemu, gdyż kod programu jest dobrze udokumentowany.

Zastosowałem go w mojej DC/DC na zdjęciu w obudowie atx i zdał egzamin, choć nośną ma ok.31 kHz i jest modulowany dwu biegunowo. Wrócę do niego niebawem po zmianie trafa. Modulator z attiny jest na zdjęciu gdzie porównałem wymiary dwóch rozwiązań. Ponadto układ Attiny tego falownika świetnie nadaje się jako generator sinusa w tym zakresie częstotliwości po odfiltrowaniu .