محول ربط الشبكة: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

هذا مشروع لحمي حتى ربط حزام الأمان!

تمكّنك محولات ربط الشبكة من دفع الطاقة إلى مقبس التيار الكهربائي وهي قدرة رائعة. أجد أن إلكترونيات الطاقة وأنظمة التحكم المتضمنة في تصميمها مثيرة للاهتمام ، لذا قمت ببناء بلدي. يشارك هذا التقرير ما تعلمته ويوثق كيف فعلت الأشياء. سأكون مهتمًا بأي تعليقات لديك (باستثناء تلك المتعلقة بعدم العبث بالكهرباء الرئيسية).

جميع المفاهيم قابلة للتطوير ولكن هذا الإعداد كان ينتج بحد أقصى 40 واط قبل أن تبدأ محاثات المرشح في التشبع. كان تيار الخرج جيبيًا مع THD <5٪.

شاهد البرنامج على جيثب الخاص بي

اللوازم

• لقد استخدمت لوحة تطوير STM32F407. يعمل بسرعة 168 ميجاهرتز ويحتوي على 3 وحدات ADC مدمجة قادرة على دقة 12 بت بسرعة تزيد عن 2.4MSPS (مليون عينة في الثانية) لكل منها. هذا جنون!
• لقد استخدمت لوحة التطوير DRV8301. يضم هذا جسر H 60 فولت جنبًا إلى جنب مع برامج تشغيل البوابة الضرورية ، والتحويلات الحالية ومكبرات التحويل الحالية. رائع جدا!
• لقد استخدمت محولًا حلقيًا بقوة 230-25 فولت مع صنابير إخراج. هذا يعني أنني لم أضطر إلى إنتاج جهد كهربائي مباشر ولكن يمكنني العمل بجهد ذروة تبلغ 40 فولت بدلاً من ذلك. أكثر أمانا!
• لقد قمت بتوصيل حمولة من المحاثات والمكثفات معًا للحصول على قيم L و C التي أردتها للمرشح.
• يعتبر راسم الذبذبات والمسبار التفاضلي مفتاحًا لمشروع مثل هذا. لدي بيكوسكوب

الخطوة 1: ما هي الطاقة الرئيسية؟

ما تحصل عليه في مأخذ الطاقة (في المملكة المتحدة) هو إشارة جيبية 50 هرتز 230 فولت RMS بمقاومة منخفضة للغاية. بعض الأشياء لتقولها عن ذلك:

50 هرتز - يتم الحفاظ على تردد التيار الكهربائي بدقة شديدة عند 50 هرتز. إنه يختلف قليلاً ولكن 90٪ من الوقت يكون بين 49.9-50.1 هرتز. انظر هنا. يمكنك أن تتخيل جميع المولدات الهائلة في محطات الطاقة في جميع أنحاء البلاد تدور في انسجام تام. يتم تدويرها بشكل متزامن لإنتاج إشارة جيبية بتردد 50 هرتز. يستغرق الجمود الدوراني الهائل المشترك وقتًا للإبطاء أو الإسراع.

من الناحية النظرية ، إذا تم توصيل حمولة ضخمة بالشبكة ، فستبدأ في إبطاء مولدات الدولة. ومع ذلك ، رداً على ذلك ، سيطلب الرجال في مكتب التحكم في الشبكة الوطنية من محطات الطاقة إذكاء الغلايات الخاصة بهم ، ورفع الحرارة وإجبار هذه المولدات على مواكبة الطلب. وهكذا فإن العرض والطلب في رقصة مستمرة مع بعضهما البعض.

شيء آخر لتقوله عن إشارة 50 هرتز. على الرغم من أنه يختلف قليلاً عن 50 هرتز ، إلا أن اللاعبين في القمة يتأكدون من أن متوسط التردد على مدار اليوم هو بالضبط 50 هرتز. لذلك ، إذا كانت الشبكة عند 49.95 هرتز لمدة 10 دقائق ، فسوف يضمنون تشغيلها عند 50.05 هرتز لاحقًا لرفع العدد الدقيق للدورات إلى 50 هرتز × 60 ثانية × 60 دقيقة × 24 ساعة = 4 ، 320 ، 000 / يوم. يفعلون هذا على وجه التحديد باستخدام التوقيت الذري الدولي. لذلك يمكن للأجهزة المنزلية والمكتبية والصناعية استخدام تردد الشبكة للحفاظ على الوقت. يتم ذلك عادةً باستخدام أجهزة ضبط الوقت ذات المقبس الميكانيكي على سبيل المثال.

230 فولت - هذا هو جهد RMS (جذر متوسط المربع) لإشارة 50 هرتز. تتأرجح الإشارة الفعلية حتى ذروة 325 فولت. من المهم أن تعرف ذلك لأنه إذا كنت تقوم ببناء عاكس ، فأنت بحاجة إلى إنتاج جهد مرتفع بهذا القدر إذا كنت ستحصل على أي تيار يتدفق إلى المقابس.

في الواقع ، الفولتية التي تظهر عند قابس في منزلك متغيرة تمامًا. ويرجع ذلك إلى انخفاض الجهد عبر المقاومة في الأسلاك والموصلات والصمامات والمحولات وما إلى ذلك. هناك مقاومة في كل مكان. إذا قمت بتشغيل دش كهربائي بسحب 11 كيلوواط (أي حوالي 50 أمبير في الثانية) ، فحتى 0.2 أوم من المقاومة سوف تسقط 10 فولت. قد ترى هذا لأن الأضواء تخفت قليلاً. تجذب المحركات الكبيرة ، مثل تلك الموجودة في المخلفات ، تيارات ضخمة بينما يصل المحرك إلى السرعة. لذلك غالبًا ما ترى وميضًا طفيفًا للأضواء عند تشغيلها.

وجهة نظري هي أن جهد التيار الكهربائي أكثر تقلبًا. هنا في المملكة المتحدة من المفترض أن يكون 230 فولت مع تفاوت +10٪ / - 6٪. يمكنك أن تتوقع رؤية تغييرات وتقلبات مفاجئة مع تشغيل / إيقاف تشغيل الأحمال الكبيرة القريبة. فكر في مجففات الملابس ، والغلايات ، والأفران ، والحشرات وما إلى ذلك.

جيبية - يجب أن تكون الإشارة موجة جيبية لطيفة ولكن في الواقع تمتص بعض الأجهزة غير الخطية قوتها من نقاط معينة في دورة الموجة الجيبية. يؤدي هذا إلى حدوث تشويه وهذا هو السبب في أن الإشارة ليست موجة جيبية مثالية. تشمل الأحمال غير الخطية عادةً مصادر طاقة الكمبيوتر ومصابيح الفلورسنت وأجهزة الشحن وأجهزة التلفزيون وما إلى ذلك.

يحدد التشوه التوافقي الكلي (THD) هذا في شكل الموجة. هناك لوائح لمدى نظافة خرج العاكس. إذا كان غير قادر على إنتاج إشارة نظيفة بما فيه الكفاية ، فلن تتم الموافقة عليه للبيع. هذا مهم لأن المحتوى التوافقي في الشبكة يقلل من كفاءة بعض الأجهزة المتصلة بها (خاصة التوافقيات الفردية). أعتقد أن الحد الأقصى المسموح به THD هو 8٪

مقاومة منخفضة - عند التفكير في محول ربط شبكي ، سيكون هذا مهمًا للنظر فيه. هناك جميع أنواع الأحمال الموصولة بالتيار الكهربائي بما في ذلك الأحمال الاستقرائية والمقاومة وأحيانًا بالسعة. لذا فإن المقاومة غير معروفة وقابلة للتغيير. المقاومة لها معنى صغير جدًا إذا قمت بتوصيل حمولة تيار عالية ، فلن ينخفض الجهد كثيرًا على الإطلاق.

الخطوة الثانية: كيفية دفع الطاقة إلى الشبكة

لدفع الطاقة إلى الشبكة ، نحتاج إلى توليف إشارة تتطابق تمامًا مع التردد والمرحلة الخاصة بالتيار الكهربائي ولكن بجهد أعلى قليلاً.

بسبب المقاومة المنخفضة للشبكة ، من الصعب معرفة مقدار ارتفاع هذا الجهد بالضبط. ومع تذبذب جهد RMS ، نحتاج إلى التأكد من تذبذبنا معه. إن مجرد إنتاج إشارة جهد 50 هرتز ثابتة أعلى قليلاً من جهد التيار الكهربائي لن يعمل!

التحكم PI في تيار الإخراج

ما نحتاجه هو حلقة تحكم حيث نقيس التيار اللحظي الذي ندفعه إلى الشبكة ونقوم تلقائيًا بضبط جهد الخرج لدفع التيار الذي نريده. سيؤدي هذا إلى تحويل ناتجنا بشكل فعال إلى مصدر حالي (بدلاً من مصدر جهد كهربائي) وهو أكثر ملاءمة لقيادة الممانعات المنخفضة. يمكننا تحقيق ذلك باستخدام حلقة تحكم PI (تكامل متناسب):

حلقات التحكم PI رائعة! هناك 3 أجزاء لهم:

• القيمة المقاسة - التيار الذي نضعه في التيار الكهربائي
• نقطة الضبط - التيار الذي نريد دفعه إلى التيار الكهربائي
• الإخراج - جهد الإشارة المراد إنشاؤه

في كل مرة نطلق فيها على خوارزمية PID ، نجتاز أحدث قياس حالي ونقطة الضبط التي نريدها. سيعيد رقمًا عشوائيًا (يتناسب مع جهد الخرج المراد إنشاؤه).

تسمح لنا خوارزمية التحكم PID الخاصة بنا باختيار تيار الإخراج الذي نريده في أي لحظة. لإنتاج تيار خرج جيبي 50 هرتز ، نحتاج إلى تغيير تيارنا المطلوب باستمرار بطريقة جيبية.

تسمى خوارزمية PID كل 100us (ما يعادل 200 مرة لكل دورة 50 هرتز). في كل مرة يطلق عليها ، تكون قادرة على إجراء تعديلات مباشرة على جهد الخرج وبالتالي ضبط تيار الخرج بشكل غير مباشر. نتيجة لذلك ، ننتج ناتجًا تيارًا متدرجًا مشابهًا لما هو موضح في الصورة مع حدوث كل خطوة كل 100 دولار. هذا يوفر دقة كافية.

التحكم في التغذية

يمكننا تقليل عبء العمل لوحدة التحكم PI بشكل كبير عن طريق إضافة وحدة تحكم تلقائية أيضًا. هذا سهل! نحن نعلم جهد الخرج التقريبي الذي سنحتاجه لتوليد (مثل جهد الشبكة اللحظي). يمكن بعد ذلك ترك وحدة التحكم PI لإضافة الجهد الإضافي الصغير اللازم لدفع تيار الإخراج.

وحدة تحكم التغذية الأمامية بحد ذاتها تطابق جهد خرج العاكس مع جهد الشبكة. لا ينبغي أن يتدفق أي تيار إذا تطابقنا جيدًا بما فيه الكفاية. وبالتالي ، فإن التحكم في التغذية الأمامية يقوم بنسبة 99٪ من التحكم في الإخراج.

نظرًا لمقاومة الشبكة المنخفضة ، فإن أي اختلاف في جهد خرج FF والجهد الشبكي سيؤدي إلى تيار كبير. لذلك أضفت مقاومة عازلة 1 أوم بين العاكس والشبكة. هذا يؤدي إلى خسائر ، لكنها صغيرة جدًا في المخطط الكبير.

الخطوة 3: إنتاج الجهد الناتج باستخدام PWM

على الرغم من أننا نتحكم بشكل غير مباشر في تيار الخرج ، إلا أنه جهد خرج نولده في أي لحظة. نحن نستخدم PWM (تعديل عرض النبض) لإنتاج جهد الخرج. يمكن بسهولة إنتاج إشارات PWM بواسطة ميكروكنترولر ويمكن تضخيمها باستخدام H-Bridge. إنها أشكال موجية بسيطة تتميز بمعاملتين ، التردد F ودورة العمل D.

يتحول شكل الموجة PWM بين 2 فولت ، في حالتنا 0v و Vsupply

• مع D = 1.0 ، يكون شكل الموجة PWM هو ببساطة DC عند Vsupply
• مع D = 0.5 ، نحصل على موجة مربعة بمتوسط جهد يبلغ 0.5 x Vsupply (أي D x Vsupply)
• مع D = 0.1 ، نحصل على شكل موجة نابض بمتوسط فترة 0.1 x Vsupply
• مع D = 0.0 ، يكون الإخراج خطًا ثابتًا (DC عند 0 فولت)

متوسط الجهد هو المفتاح. باستخدام مرشح تمرير منخفض ، يمكننا إزالة كل شيء ما عدا مكون متوسط التيار المستمر. لذلك من خلال تغيير دورة عمل PWM D ، يمكننا أن نجعل أي جهد تيار مستمر مرغوب فيه. حلو!

استخدام جسر H

يتكون H-Bridge من 4 عناصر تبديل. يمكن أن تكون هذه BJTs أو MOSFETs أو IGBTs. لإنتاج النصف الأول (0-180 درجة) من الموجة الجيبية ، قمنا بتعيين المرحلة B منخفضة عن طريق إيقاف تشغيل Q3 و Q4 (أي تطبيق PWM مع D = 0). نقوم بعد ذلك بإجراء PWMing الخاص بنا على المرحلة A. بالنسبة للنصف الثاني ، حيث يكون VAB سالبًا ، نضع المرحلة A منخفضة ونطبق PWM على المرحلة B. وهذا يُعرف بالتبديل ثنائي القطب.

يجب أن يتم تشغيل الدوائر MOSFET في الجسر H بواسطة سائق البوابة. هذا موضوع خاص به ولكن يمكن لشريحة بسيطة العناية به. تضم لوحة التطوير DRV8301 بشكل ملائم جسر H ومحركات البوابة والتحويلات الحالية مما يجعل هذا المشروع أسهل كثيرًا.

الخطوة 4: قياس التيار

تحتوي كل ساق من الجسر H على مقاوم تحويل ومضخم تفاضلي. إن تحويلاتنا هي 0.01 أوم ومضخماتنا مضبوطة لتحقيق ربح قدره 40. ومن ثم يطور 1 أمبير 10 مللي فولت عبر التحويل الذي يتم تضخيمه لاحقًا إلى 400 مللي فولت.

تتم قراءة النواتج من مكبرات الصوت التحويلية بواسطة ADCs 12 بت على STM32F407 التي تعمل في وضع التحويل المستمر. تم تعيين ADCs لتجربة كل تحويلة بسرعة 110 كيلو بايت في الثانية وتقوم وحدة التحكم DMA تلقائيًا بكتابة التحويلات في مخزن مؤقت دائري مكون من 11 كلمة في ذاكرة الوصول العشوائي. عندما يكون القياس الحالي مطلوبًا ، فإننا نسمي وظيفة تُرجع القيمة المتوسطة لهذا المخزن المؤقت المكون من 11 كلمة.

نظرًا لأننا نطلب القياسات الحالية كل تكرار PID (عند 10 كيلو هرتز) ولكننا نملأ مخازن ADC المؤقتة المكونة من 11 كلمة بمعدل 110 كيلو هرتز ، يجب أن نحصل على بيانات جديدة تمامًا لكل تكرار لمعرف PID. السبب في استخدام مرشح متوسط ، هو أن تبديل PWM يمكن أن يؤدي إلى حدوث طفرات في المزيج والمرشحات المتوسطة تقضي على عينات ADC الزائفة بشكل فعال للغاية.

نقطة مهمة يجب توضيحها هنا: أي جزء من الجسر H نستخدمه للقياسات الحالية؟ حسنًا ، هذا يعتمد على أي من الأرجل نحن حاليًا في PWMing وأيها منخفضة. الساق المنخفضة هي التي نريد قياس تيارنا منها لأن التيار يتدفق دائمًا من خلال المقاوم التحويل على هذا الجانب. بالمقارنة ، على جانب PWMed ، عندما يكون MOSFET عالي الجانب قيد التشغيل والجانب المنخفض مغلق ، لا يتدفق التيار عبر التحويلة الجانبية المنخفضة. لذلك ، نقوم بتغيير الساق التي نقيس التيار بناءً عليها بناءً على قطبية خرج العاكس. يمكنك رؤية ذلك بوضوح في الصورة ، حيث تظهر الإخراج من أحد مكبرات الصوت التحويلية خلال فترة زمنية. من الواضح أننا نريد أن نأخذ قراءات أثناء البت السلس.

للمساعدة في تصحيح قراءاتنا الحالية. قمت بإعداد المحول الرقمي إلى التناظري على STM32F407. لقد كتبت القراءات الحالية التي كنت أحصل عليها وقمت بتحديد نطاق الإخراج. يمكنك أن ترى هذا في الصورة النهائية ، واللون الأزرق هو الجهد عبر مقاومة المخزن المؤقت للإخراج (أي تيار الخرج / 1.1 أوم) والإشارة الحمراء هي ناتج DAC.

الخطوة 5: تصفية الإخراج

يعد مرشح الإخراج جزءًا أساسيًا من التصميم. نحن بحاجة إلى هذه الخصائص منه:

1. منع كل تبديل التردد العالي ولكن تمرير إشارة 50 هرتز
2. خسائر منخفضة
3. لا يتردد صداها!
4. للتعامل مع التيارات والفولتية المعنية

التحويل الفوري لإشارة PWM للتردد F ، ودورة التشغيل D ، بين 0 - Vsupply فولت هو: (D x Vsupply) + موجات جيبية عند التردد الأساسي F ، والتوافقيات بعد ذلك

هذا عبقري! هذا يعني أننا إذا وضعنا إشارة PWM الخاصة بنا من خلال مرشح تمرير منخفض يمنع أساسيات PWM وكل شيء أعلاه. لقد تركنا للتو مصطلح جهد التيار المستمر. من خلال تغيير دورة العمل ، يمكننا بسهولة إنتاج أي جهد نريده بين 0 - Vsupply كما هو موضح.

بناءً على الخصائص المطلوبة المذكورة أعلاه ، يمكننا تصميم مرشح الإخراج. نحتاج إلى مرشح تمرير منخفض مصنوع بأقل قدر من المقاومة لتجنب الخسائر. ومن ثم فإننا نستخدم المحاثات والمكثفات فقط. إذا اخترنا ترددًا طنينًا بين 1 - 2 كيلو هرتز ، فسوف نتجنب الرنين نظرًا لأننا لا نقوم بحقن أي إشارات بالقرب من هذا التردد. هذا هو تصميم الفلتر الخاص بنا. نأخذ ناتجنا على أنه الجهد عبر C1.

باختيار L1 = L2 = 440uH ، C1 = 8.4 فائق التوهج نحسب تردد طنين 1.85 كيلو هرتز. هذه قيم مكونات واقعية أيضًا.

من الأهمية بمكان التأكد من أن المحرِّضين لدينا لا يبدأون في التشبع بالتيارات التي نتوقعها. المحاثات التي استخدمتها لها تيار تشبع 3A. سيكون هذا هو العامل المحدد لطاقة خرج دارتنا. من المهم أيضًا مراعاة تصنيف جهد المكثف. أنا أستخدم بعض السيراميك 450 فولت وهو أمر مبالغ فيه للغاية في هذه الحالة!

تم إنشاء مخطط bode (لقيم L / C المختلفة قليلاً) باستخدام LTspice. يوضح لنا التوهين الذي يحدث على ترددات الإدخال المختلفة. يمكننا أن نرى بوضوح تردد الرنين عند 1.8 كيلو هرتز. إنه يوضح أن إشارة 50 هرتز غير مغشوشة بالكامل تقريبًا بينما يمكنني أن أخبرك أن إشارة 45 كيلو هرتز يتم تخفيفها بمقدار 54 ديسيبل!

لذلك دعونا نختار تردد مشغل PWM لدينا ليكون 45 كيلو هرتز. من خلال اختيار ترددات حاملة PWM أعلى ، يمكن زيادة تردد المرشح. هذا جيد لأنه يجعل قيم L و C أصغر. هذا يعني مكونات أصغر وأرخص. الجانب السلبي هو أن ترددات تبديل PWM الأعلى تؤدي إلى خسائر أكبر في مفاتيح الترانزستور.

الخطوة 6: مرحلة المزامنة والتردد

التزامن مع مرحلة التيار الكهربائي والتردد هو ما يجعل محول ربط الشبكة. نحن نستخدم تنفيذًا رقميًا لـ PLL (حلقة مقفلة الطور) لتحقيق تتبع دقيق لمرحلة إشارة التيار الكهربائي. نقوم بذلك عن طريق:

1. أخذ عينات الجهد الكهربائي
2. إنتاج إشارة جيبية محلية بتردد 50 هرتز
3. مقارنة المرحلة بين إشارتنا المحلية وإشارة التيار الكهربائي
4. ضبط تردد الإشارة المحلية حتى يصبح فرق الطور بين الإشارتين صفرًا

1) أخذ عينات الجهد الكهربائي

نقوم بتكوين قناة ADC ثالثة لقراءة جهد الخط. نحصل على هذا عن طريق تقسيم الجهد على صنبور المحول كما هو موضح. يوفر هذا جهدًا متدرجًا يتراوح حول 1.65 فولت يمثل بالضبط جهد الشبكة.

2) إنتاج إشارة جيبية محلية بتردد 50 هرتز إن إنتاج موجة جيبية محلية 50 هرتز أمر سهل. نقوم بتخزين جدول بحث من 256 قيمة شرط. يمكن الحصول بسهولة على قيمة الجيب المحاكاة الخاصة بنا باستخدام فهرس بحث يدور بشكل تدريجي عبر الجدول.

يجب أن نزيد فهرسنا بالمعدل الصحيح تمامًا من أجل الحصول على إشارة 50 هرتز. وهي 256 × 50 هرتز = 12 ، 800 / ثانية. نقوم بذلك عن طريق استخدام timer9 المُسجل بسرعة 168 ميجا هرتز. من خلال الانتظار 168 ميجاهرتز / 12800 = 13125 علامة على مدار الساعة ، سنقوم بتدوير مؤشرنا بالمعدل الصحيح.

3) مقارنة المرحلة بين إشارتنا المحلية وإشارة التيار الكهربائي هذا هو الجزء الرائع! إذا قمت بتكامل حاصل ضرب cos (wt) x sin (wt) خلال فترة واحدة ، تكون النتيجة صفرًا. إذا كان اختلاف الطور هو أي شيء بخلاف 90 درجة ، فستحصل على رقم غير صفري. رياضيا:

متكامل [Asin (t) x Bsin (t + φ)] = Ccos (φ)

هذا عظيم! يسمح لنا بمقارنة إشارة التيار الكهربائي ، الخطيئة (t) بإشارتنا المحلية ، الخطيئة (⍵t + φ) والحصول على قيمة.

ومع ذلك ، هناك مشكلة يجب معالجتها: إذا أردنا أن تظل إشاراتنا في المرحلة ، فنحن بحاجة إلى ضبط ترددنا المحلي للحفاظ على الحد الأقصى لمصطلح Ccos (φ). لن يعمل هذا بشكل جيد وسوف نحصل على تتبع مرحلي ضعيف. هذا لأن d / dφ لـ ɑcos (φ) تساوي 0 عند φ = 0. هذا يعني أن مصطلح Ccos (φ) لن يتغير كثيرًا مع التغييرات في المرحلة. هل هذا منطقي؟

سيكون من الأفضل بكثير إزاحة إشارة التيار الرئيسية المأخوذة من العينة بمقدار 90 درجة بحيث تصبح cos (ωt + φ). ثم لدينا هذا:

متكامل [Asin (t) Bcos (t + φ)] = Csin (φ)

إن إدخال تحول طور 90 درجة أمر سهل ، فنحن فقط ندخل عينات جهد ADC الرئيسية الخاصة بنا في أحد طرفي المخزن المؤقت ونخرجها لاحقًا بعدد من العينات ، بما يتوافق مع تحول طور بمقدار 90 درجة. نظرًا لأن تردد الشبكة لا يختلف كثيرًا عن 50 هرتز ، فإن تقنية تأخير الوقت البسيطة تعمل ببراعة.

نقوم الآن بضرب إشارة التيار الكهربائي المتغيرة الطور 90 درجة مع الإشارة المحلية الخاصة بنا والحفاظ على تشغيل متكامل للمنتج خلال الفترة الماضية (أي على مدى آخر 256 قيمة).

ستكون النتيجة التي نعرفها صفرًا إذا تم الحفاظ على المسافة بين الإشارتين بدقة 90 درجة. هذا رائع لأنه يلغي انزياح الطور الذي طبقناه للتو على إشارة التيار الكهربائي. فقط للتوضيح ، بدلاً من تعظيم المصطلح المتكامل ، نحاول إبقائه صفرًا ونقوم بتحويل إشارة التيار الكهربائي إلى مراحل. تحولات المرحلة 90 درجة التي أدخلتها هذه التغييرات 2 تلغي بعضها البعض.

لذا إذا كانت Integral_Result <0 ، فإننا نعلم أنه يجب علينا زيادة تردد المذبذب المحلي الخاص بنا لإعادته إلى الطور مع التيار الكهربائي ، والعكس صحيح.

4) ضبط تردد الإشارة المحلية هذا البت سهل. نقوم ببساطة بتعديل الفترة بين الزيادة من خلال فهرسنا. نحن نقيد السرعة التي يمكننا بها تصحيح فرق الطور بشكل أساسي لتصفية العناصر الزائفة. نقوم بذلك باستخدام وحدة تحكم PI بمصطلح I صغير جدًا.

وهذا كل شيء. لقد أغلقنا مذبذب الموجة الجيبية المحلي (الذي يحدد نقطة ضبط التيار الناتج) ليكون في الطور مع جهد التيار الكهربائي. لقد طبقنا خوارزمية PLL وهي تعمل كالحلم!

إن زيادة تردد المذبذب المحلي لدينا يقلل أيضًا من تحول الطور الذي يتم وضعه على إشارة التيار الكهربائي. نظرًا لأننا نقيد تعديل التردد إلى +/- 131 علامة (+/- ~ 1٪) ، فسنؤثر على تحول الطور بمقدار +/- 1 درجة على الأكثر. لن يكون هذا مهمًا على الإطلاق أثناء مزامنة المراحل.

من الناحية النظرية ، إذا انحرف تردد التيار الكهربائي بأكثر من 0.5 هرتز ، فسوف نفقد قفل الطور. هذا بسبب قيدنا أعلاه على مقدار ضبطنا لتردد المذبذب المحلي. لكن هذا لن يحدث ما لم تكن الشبكة على وشك الانهيار. ستبدأ الحماية المضادة للجزيرة في هذه المرحلة على أي حال.

نقوم بإجراء اكتشاف عبور صفري عند بدء التشغيل لنبذل قصارى جهدنا في بدء تشغيل الإشارات في الطور من الإزاحة.

الخطوة 7: مكافحة الجزر

تحتوي ويكيبيديا على مقال رائع كل شيء عن تقنيات الجزر ومكافحة الجزر. هذا يعني أيضًا أن الناس همسة ورفرف أكثر من اللازم عندما يتعلق الأمر بهذا الموضوع. "أوه ، لا يمكنك بناء عاكس الشبكة الخاص بك ، سوف تقتل شخصًا وما إلى ذلك."

كما هو موضح بشكل أفضل من خلال مقالة ويكيبيديا ، فإننا نستخدم اثنين من احتياطات السلامة التي توفر معًا الحماية الكافية (في رأيي):

1. تحت / أكثر من الجهد
2. تحت / أكثر من التردد

يمكننا اكتشاف هذه المواقف ببساطة عن طريق تحليل جهد التيار الكهربائي المتدرج الذي تم أخذ عينات منه. إذا خرج أي شيء عن السيطرة ، فقم بتعطيل جسر H وانتظر عودة الأشياء إلى طبيعتها.