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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

      Prezados membros do Clube do Hardware, Está aberto o processo de seleção de novos moderadores para diversos setores ou áreas do Clube do Hardware. Os requisitos são:   Pelo menos 500 posts e um ano de cadastro; Boa frequência de participação; Ser respeitoso, cordial e educado com os demais membros; Ter bom nível de português; Ter razoável conhecimento da área em que pretende atuar; Saber trabalhar em equipe (com os moderadores, coordenadores e administradores).   Os interessados deverão enviar uma mensagem privada para o usuário @Equipe Clube do Hardware com o título "Candidato a moderador". A mensagem deverá conter respostas às perguntas abaixo:   Qual o seu nome completo? Qual sua data de nascimento? Qual sua formação/profissão? Já atuou como moderador em algo outro fórum, se sim, qual? De forma sucinta, explique o porquê de querer ser moderador do fórum e conte-nos um pouco sobre você.   OBS: Não se trata de função remunerada. Todos que fazem parte do staff são voluntários.
Zendion

Conversor dc/ac com mosfet

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Olá pessoal, boa noite!

Estou pesquisando conversores de tensão DC / AC e acabei encontrando um circuito ressonante que transforma onda quadrada em senoidal. Fiz a montagem e simulação no Proteus e aparentemente dá certo. Poderiam me ajudar a conferir o esquema elétrico e me ajudar com ele?

No caso coloquei o clock para simular meu microcontrolador. A tensão que quero converter é 200 Vcc, posso chavear com esse mosfet mesmo certo? Espero conseguir até pelo menos por volta de 5A na saída, é possível? Esse circuito ressonante também converte a onda quadrada pra senoidal até mesmo com carga? Mesmo se a carga for indutiva?

Fico no aguardo.

Grato desde já :D

Conversor DC AC.jpg

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você (e o circuito) deve ter um pouco de dificuldade em conseguir 1000W de saída mesmo corrigindo este esquema.

Pra esta façanha e já que tens acesso aos 200Vdc e ao conhecimento de microcontroladore e o foco/preocupação é carga indutiva, a dica que dou é projetar um inversor de frequencia com o pwm dele.

 

attachment.php?attachmentid=94666&stc=1&

 

A essência é relativamente simples: aplique os pulsos cujo dutty cycle é modulado por uma função seno. A própria indutância do motor há de filtrar e formar uma corrente 100% senoidal em sua armadura

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Quanto à tensão rms que sua fonte produziria.

O mosfet produz uma onda quadrada entre 200V (bem menos até) e zero volt. L1 e C4 formam um filtro passa-baixas frequências. sua atenuação é de 40dB por década, ou 12dB por oitava. Geralmente dois componentes reativos como indutor ou capacitor, produzem um sistema de segundo grau.

Encurtando!

Se a frequência formada pelo filtro L1C4 for um pouco maior que a frequência da onda quadrada, as chances de se obter uma onda senoidal são boas. Boas porque, se a carga resistiva for pesada (baixo valor), a tendência é de deformar a onda senoidal.

Você conseguiria uma tensão senoidal com 100V de pico (negativo) a 100V de pico (positivo), ou cerca de 71Vrms. Certamente bem menos que isso devido a presença de R3 e R4.

 

... Mas infelizmente, seu circuito não vai funcionar. Vai ter uma baita dissipação em R3 e R4. Verifique a potência dissipada na simulação destes componentes... E claro, que na simulação você vai ter que incluir a carga. 

Outra coisa. Qual é a função de R2?

Considerando suas dúvidas e seu circuito, sugiro fazer circuitos mais simples e com menos potência, até você adquirir maiores conhecimentos. 

Porém, se ainda assim você quiser seguir em frente com isso, observe a dica da Isadora, que é o caminho normal para este projeto. Pesquise no Google, que tem muita coisa sobre o assunto.

MOR_AL

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  • Autor do tópico
  • entendi entendi, na verdade já pensei em fazer um inversor, mas acontece que estive com dificuldade na hora de determinar os componentes adequados na parte de potencia, então encontrei esse circuito e queria saber se funciona.

    Se puderem me ajudar com essa parte vai ficar bem mais fácil, pois domino a programação e lógica de controle por trás dos chaveadores.

    Outra coisa que estive estudando, o que eu teria na saída do transformador no circuito abaixo?

    Por acaso se eu modulasse uma senoide pwm no primário, enquanto o valor da tensão vai aumentando em função do tempo T, eu teria uma corrente induzida no secundário em sentido horário. Depois de atingir valor máximo, manteria ligado durante o mesmo tempo T para que a corrente induzida voltasse a ser zero. Nesse momento, modularia novamente o chaveador, porém atenuando a tensão, isso faria com que houvesse uma corrente induzida no secundário em sentido anti-horário durante o tempo T, e em seguida manteria desligado pelo mesmo tempo para que a corrente voltasse a zero.

    Em teoria parece funcional, e na prática? Deu pra entender o que estou pensando?

    Caso seja inviável também, quero sim me aprofundar no inversor.

    Obrigado desde já!

    Conversor trafo.jpg

    formasdeonda01.jpg

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    17 horas atrás, Zendion disse:

    Alguém?

    Você quer fazer um inversor que converta 200V DC para 127Vac / 220Vac em 60Hz? 

     

    Sabe programar micro-controladores? 

    Editado por albert_emule

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  • Autor do tópico
  • Em 28/02/2017 às 12:36, albert_emule disse:

    Você quer fazer um inversor que converta 200V DC para 127Vac / 220Vac em 60Hz? 

     

    Sabe programar micro-controladores? 

    É isso mesmo, e sim, sei programar!

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    1 hora atrás, Zendion disse:

    É isso mesmo, e sim, sei programar!

    Eu posso te ajudar com este inversor, pois eu tenho experiência na construção destes invasores. 

     

    Mas eu preciso de uns comandos num micro-controlador. Daí você me ajuda, e eu ajudo você.

     

    Que micro-controlador você programa?

    Programa PIC?

    Programa os micro-controladores do Arduíno? 

     

     

     

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  • Autor do tópico
  • 1 hora atrás, albert_emule disse:

    Eu posso te ajudar com este inversor, pois eu tenho experiência na construção destes invasores. 

     

    Mas eu preciso de uns comandos num micro-controlador. Daí você me ajuda, e eu ajudo você.

     

    Que micro-controlador você programa?

    Programa PIC?

    Programa os micro-controladores do Arduíno? 

     

     

     

    Eu programo os dois, porém tenho muito mais experiência e prática com Arduino.

    Com relação a programação posso ajudar com certeza!

    Podemos nos ajudar então.

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    agora, Zendion disse:

    Eu programo os dois, porém tenho muito mais experiência e prática com Arduino.

    Com relação a programação posso ajudar com certeza!

    Podemos nos ajudar então.

    Beleza. Considere-se com seu inversor já funcionando kkk

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  • Autor do tópico
  • agora, albert_emule disse:

    Beleza. Considere-se com seu inversor já funcionando kkk

    hahah já é, preciso de um trifásico, até uns 5 cv, consegue? hehe

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    Eu preciso do seguinte sistema: 

    Quando a carga da bateria completar 100%, o inversor deve ser ligado por contato seco (contato substituindo o botão liga-desliga). Após 5 segundos deverá acionar um triac de 90 amperes BTA90, para comutar as cargas da rede elétrica para o inversor.

     

    Tem que ser dois TRIACs: Um para colocar a carga na rede e outro para colocar a carga no inversor. O micro-controlador deve desligar um e após 3 milissegundos ligar o outro. É tão rápido que nem pisca uma lâmpada.

     

    Não se preocupe com estas partes de eletrônica analógica e de potência. Estas eu tenho muita experiência. 

    Você só precisa disponibilizar uma porta analógica do micro, que fará a a leitura de uma tensão entre 0 a 5V. 

    O resto eu faço. 

     

    E para acionar os TRICs, eu só preciso de portas digitais, que neste caso aí de cima, quando a bateria atingir 100% de carga, uma porta digital entrará em nível alto para acionar o contato seco que é um relé....5 segundos depois outra porta digital que já estava em nível alto, deverá passar para nível baixo e logo em seguida, após se passarem uns 3 milissegundo, uma porta digital ficará em nível alto.

    Isso tudo acontecerá quando uma única porta analógica detectar que a tensão da bateria atingiu 14V, que pro micro-controlador poderá ser algo em torno de 2.5V. A interface eu mesmo faço

     

    E quando a bateria descarregar, antes mesmo do inversor desligaras cargas....Quando as baterias já tiverem com 10V DC cada uma, o micro-controlador deve transferir as cargas para a rede e desligar o inversor. Depois esperar que a bateria carregue 100% novamente.

    Para isso o micro tem que colocar uma das portas digitais em nível baixo e rapidamente após 3 milissegundos colocar a outra em nível alto e ao mesmo tempo colocar a outra porta digital que liga o contato seco em nível baixo também, para desligar o inversor. 

     

    Aí tem um critério:

    O micro-controlador só deve ligar o inversor e comutar as cargas para ele, caso a potência de consumo supere 50 watts. Pois potência muito baixa não é vantagem ligar no inversor. Há não ser que as baterias já estejam com 100% de carga, pois aí os painéis estariam gerando sem nenhum consumo, então neste caso, pode colocar cargas baixas no inversor.

    Para esta função, deverá ser disponibilizada outra porta analógica que fará leitura de um transformador de corrente. 

    Novamente não precisa se preocupar com a parte eletrônica desta função. 

    Basta deixar uma porta analógica que tome a decisão com tensões acima de 2.5V DC.

     

    Eu sempre tenho citado 2.5V DC, pois aí eu posso colocar um trimpot para fazer os ajustes finos.  

      

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  • Autor do tópico
  • 3 minutos atrás, albert_emule disse:

    Eu preciso do seguinte sistema: 

    Quando a carga da bateria completar 100%, o inversor deve ser ligado por contato seco (contato substituindo o botão liga-desliga). Após 5 segundos deverá acionar um triac de 90 amperes BTA90, para comutar as cargas da rede elétrica para o inversor.

     

    Tem que ser dois TRIACs: Um para colocar a carga na rede e outro para colocar a carga no inversor. O micro-controlador deve desligar um e após 3 milissegundos ligar o outro. É tão rápido que nem pisca uma lâmpada.

     

    Não se preocupe com estas partes de eletrônica analógica e de potência. Estas eu tenho muita experiência. 

    Você só precisa disponibilizar uma porta analógica do micro, que fará a a leitura de uma tensão entre 0 a 5V. 

    O resto eu faço. 

     

    E para acionar os TRICs, eu só preciso de portas digitais, que neste caso aí de cima, quando a bateria atingir 100% de carga, uma porta digital entrará em nível alto para acionar o contato seco que é um relé....5 segundos depois outra porta digital que já estava em nível alto, deverá passar para nível baixo e logo em seguida, após se passarem uns 3 milissegundo, uma porta digital ficará em nível alto.

    Isso tudo acontecerá quando uma única porta analógica detectar que a tensão da bateria atingiu 14V, que pro micro-controlador poderá ser algo em torno de 2.5V. A interface eu mesmo faço

     

    E quando a bateria descarregar, antes mesmo do inversor desligaras cargas....Quando as baterias já tiverem com 10V DC cada uma, o micro-controlador deve transferir as cargas para a rede e desligar o inversor. Depois esperar que a bateria carregue 100% novamente.

    Para isso o micro tem que colocar uma das portas digitais em nível baixo e rapidamente após 3 milissegundos colocar a outra em nível alto e ao mesmo tempo colocar a outra porta digital que liga o contato seco em nível baixo também, para desligar o inversor. 

     

    Aí tem um critério:

    O micro-controlador só deve ligar o inversor e comutar as cargas para ele, caso a potência de consumo supere 50 watts. Pois potência muito baixa não é vantagem ligar no inversor. Há não ser que as baterias já estejam com 100% de carga, pois aí os painéis estariam gerando sem nenhum consumo, então neste caso, pode colocar cargas baixas no inversor.

    Para esta função, deverá ser disponibilizada outra porta analógica que fará leitura de um transformador de corrente. 

    Novamente não precisa se preocupar com a parte eletrônica desta função. 

    Basta deixar uma porta analógica que tome a decisão com tensões acima de 2.5V DC.

     

    Eu sempre tenho citado 2.5V DC, pois aí eu posso colocar um trimpot para fazer os ajustes finos.  

      

    Se eu entendi direito, você quer que o microcontrolador se encarregue de conferir a tensão da bateria, caso esteja com menos de 10Vdc deve desligar o inversor e passar pra rede, e quando atingir 100% de carga novamente ligar o inversor? Deixei passar algo?

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    2 minutos atrás, Zendion disse:

    Se eu entendi direito, você quer que o microcontrolador se encarregue de conferir a tensão da bateria, caso esteja com menos de 10Vdc deve desligar o inversor e passar pra rede, e quando atingir 100% de carga novamente ligar o inversor? Deixei passar algo?

    É bem isso mesmo. 

    adicionado 1 minuto depois
    24 minutos atrás, Zendion disse:

    hahah já é, preciso de um trifásico, até uns 5 cv, consegue? hehe

     

    Quanto de potência? 5Kva? 

    Neste caso seriam 1.66Kva por fase rsrsrs. Dá para fazer sim. 

     

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  • Autor do tópico
  • 7 minutos atrás, albert_emule disse:

    É bem isso mesmo. 

    adicionado 1 minuto depois

     

    Quanto de potência? 5Kva? 

    Neste caso seriam 1.66Kva por fase rsrsrs. Dá para fazer sim. 

     

    Fechou, o sistema do microcontrolador é bem simples. Vou desenvolver e assim que pronto te envio, amanhã provavelmente estará pronto! Deixarei o mais claro possível para simples entendimento.

    Hehe beleza xD

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    10 minutos atrás, Zendion disse:

    Fechou, o sistema do microcontrolador é bem simples. Vou desenvolver e assim que pronto te envio, amanhã provavelmente estará pronto! Deixarei o mais claro possível para simples entendimento.

    Hehe beleza xD

    Fechou também. Terá toda a minha ajuda técnica. 

    E eu já até escolhi um sistema para você.

    Só precisaremos desenvolver a etapa de potência. Isso eu te ajudo.

     

    O sistema usa PWM unipolar, também chamado de SPWM.

    As vezes chamado de PWM em três níveis. 

    Pesquisando no google, você já começará achar alguma coisa. 

    Apesar de usar PWM, o sistema é senoidal puro de alta qualidade. 

    Funciona tipo um amplificador classe D, só que em alta potência. 

     

    Vou ver aqui como será feita a etapa de potência e volta a entrar em contato. 

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  • Autor do tópico
  • 1 minuto atrás, albert_emule disse:

    Fechou também. Terá toda a minha ajuda técnica. 

    E eu já até escolhi um sistema para você.

    Só precisaremos desenvolver a etapa de potência. Isso eu te ajudo.

     

    O sistema usa PWM unipolar, também chamado de SPWM.

    As vezes chamado de PWM em três níveis. 

    Pesquisando no google, você já começará achar alguma coisa. 

    Apesar de usar PWM, o sistema é senoidal puro de alta qualidade. 

    Funciona tipo um amplificador classe D, só que em alta potência. 

     

    Vou ver aqui como será feita a etapa de potência e volta a entrar em contato. 

    Ótimo! Vou pesquisando aqui também! Até.

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  • Autor do tópico
  • @albert_emule seu código está pronto, vou deixar aqui pra você, confere e me diz se está faltando algo, se estiver me avisa que eu arrumo.

     

    Código para Arduino.

     

    int bateria = 0; // Entrada analógica A0 do Arduino
    int niv_bat = 0; // Variável para receber o valor da entrada A0
    int triac_rede = 2; // Pino de saída para o triac da rede
    int triac_inv = 3; // Pino de saída para o triac do inversor
    int rl_on_off = 4; // Pino de saída para o relé do inversor
    boolean estado = false; // Variável que checa se a bateria está em processo de carga ou descarga
    
    void setup()
    {
      pinMode(triac_rede, OUTPUT); // Definindo o pino como saída
      pinMode(triac_inv, OUTPUT); // Definindo o pino como saída
      pinMode(rl_on_off, OUTPUT); // Definindo o pino como saída
      digitalWrite(triac_rede, LOW); // Colocando a saída em nível lógico zero, para evitar imprevistos nas condições iniciais
      digitalWrite(triac_inv, LOW); // Colocando a saída em nível lógico zero, para evitar imprevistos nas condições iniciais
      digitalWrite(rl_on_off, LOW); // Colocando a saída em nível lógico zero, para evitar imprevistos nas condições iniciais
    }
    
    void loop()
    {
      niv_bat = analogRead(bateria); // Recebe e armazena o valor da entrada analógica na variável niv_bat
      delay(100); // Tempo, em milisegundos, para efetuar a verificação da entrada analógica
      
      if(estado == false) // Se estiver em  processo de carga da bateria ( inversor desligado )
      {
        if(niv_bat > 1000) // Valor da entrada analógica varia entre 0 e 1023, portanto se estiver acima de 1000 já é considerado bateria cheia, para evitar problemas com possíveis quedas de tensão
        {
          estado = true; // Altera o processo para descarga
          digitalWrite(rl_on_off, HIGH); // Liga o relé
          delay(5000); // Espera 5 segundos
          digitalWrite(triac_rede, LOW); // Desliga o triac da rede
          delay(3); // Espera 3 milisegundos
          digitalWrite(triac_inv, HIGH); // Liga o triac do inversor
        }
      }
      else // Se estiver em processo de descarga da bateria ( inversor ligado )
      {
        if(niv_bat > 500 && niv_bat < 520) // Se estiver com 2,5 volts na entrada analógica
        {
          estado = false; // Altera o processo para carga
          digitalWrite(triac_inv, LOW); // Desliga o triac do inversor
          delay(3); // Espera 3 milisegundos
          digitalWrite(triac_rede, HIGH); // Liga o triac da rede
          digitalWrite(rl_on_off, LOW); // Desliga o relé
        }
      }
    }

    Testei com um potenciometro na entrada simulando sua fonte variável de 0-5V.

    Tudo certo!

    ;) 

    Editado por Zendion

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    Olá amigo. Para um inversor trifásico, primeiramente precisa de uma ponte inversora assim, com esta estrutura. 

    image_thumb%25255B7%25255D.png?imgmax=80

    Para esta tensão de 200V DC e a potência que você citou, é melhor usar transistores IGBTs.

    Eles são excelentes. 

     

    Para uma etapa de potência de inversor, você precisa dos seguintes itens: 

    1- Os chaveadores. 6 unidades para sistemas trifásicos. 

    2- Os drivers dos chaveadores. Normalmente são 3 unidades de drivers duplos, iguais ao da imagem abaixo: 

    IR2110+-+2.png

    3- capacitores DC de filtro de entrada. 

    4- Indutores de filtro de saída.

    5- Capacitores de filtro de saída. 

    6- Fonte DC para alimentar todos os circuitos integrados. Geralmente é uma fonte de 12 ou 15V e outra de 5V.

     

    Os IGBTs: 

    Eu recomendo os IRGP4063, vejam como eles são:

    http://www.infineon.com/dgdl/irgp4063pbf.pdf?fileId=5546d462533600a401535655f6732452

    Vai precisar de 6 unidades.

    É melhor comprar mais que 6 unidades. 

     

    Os Drivers:

    Vai precisar de 3 unidades de IR2110.

    Mas compre em quantidade maior. 

     

    Conforme você for digerindo as informações, vou acrescentando mais algumas. 

     

     

    Segue um código de inversor senoidal que peguei no fórum do link a seguir:

     http://asm51.eng.br/phpbb/viewtopic.php?t=16576&p=127385

    É monofásico e você precisaria fazer as modificações para gerar 3 senoides defasadas em 120 graus e ainda outra modificação para implementar 3 entradas analógicas que serviriam para monitorar as três fases de saída e estabilizar a tensão de saída. 

     

    /* Programa para uControlador PIC16F628A para controle de motor ac com igbt*/
    #include <pic.h>
    #include "tabseno1023.c";
    //************************ configuração fusíveis hitech -c*******************
    __CONFIG(CP_ON & FOSC_HS & WDTE_OFF & BOREN_ON & LVP_OFF & PWRTE_ON);
    static bit comuta;
    //controle pwm
    void duty(unsigned int dt)
    {
    CCP1Y=CCP2Y=dt; //LSB (bit0 pro bit4 de CCP1CON)
    dt>>=1;
    CCP1X=CCP2X=dt; //LSB (bit1 pro bit5 de CCP2CON)
    dt>>=1;
    CCPR1L=CCPR2L=dt; //MSB (byte + significativo)
    }

    void delay(unsigned char dl)
    {
    while (dl--);
    }
    /**********************************************************************/
    void main()
    {
    unsigned char i;
    TRISA=TRISB=TRISC=0;//tudo saída
    PORTA=PORTB=PORTC=0;//tudo zerado
    CMCON=0xff;//pinos cmcon=digital
    CCP1CON=CCP2CON=0;
    T2CON=0b00000100; //timer2 on, prescaler 1:1
    GIE=0;//sem interrupção
    PR2=0xff;//ajuste freq pwm
    i=0;
    for (;;)
    {
    if (i>179) //completou um semiciclo
    {
    CCP2CON=CCP1CON=0;//pwm off para garantir 0...
    i=0;
    comuta^=1;
    PORTC=0;//... 0 no outro canal
    }
    if (!comuta)
    {
    CCP1CON=0b00001100;//pwm1 on
    RC0=1;//liga igbt H direita
    }
    else
    {
    CCP2CON=0b00001100;//pwm2 on
    RC3=1;//liga igbt H esquerda
    }
    duty(tabseno);
    delay(8);//ajuste 60Hz @ clock 16MHz
    i++;
    }

    }

     

    15036393_1044929568968349_22924597106252

     

     

    Contudo eu ainda posso sugerir outra alternativa, que já vem pronta para usar. Precisa apenas desenvolver as etapas de potência.  

    Conversarei em particular.

     

    Mas primeiramente você precisa estudar e construir esta etapa de potência. independente da forma como ela vai ser controlada, tem que funcionar perfeitamente.

    Ela tem que ser capaz tocar um PWM de alta potência

     

     

     

     

    Editado por albert_emule

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