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グリッドタイインバーター(GTI) 原理試作

 グリッドタイインバーターといっても本格的なものでは無くて、なんちゃってGTIです。

 前の記事で回路の検討は終わったので、ブレッドボードに組んで動作確認を行いました。

▼全景
GTIの試作全景
 右下は以前作った交流電流測定アダプタ。左の金色の四角な物体は前の記事に出てきたトランスです。

▼心臓部
ブレッドボード

 ソーラーパネルの代わりに安定化電源を接続して動かしてみます。シミュレーションで確認済みの回路なので一発で動きました。

▼入力ゼロの波形
GTIアイドル中の波形
 上はAC100Vの電流波形、下はトランスの第三コイルの電圧で、位相の比較用です。

 少し電流が流れているのは主にトランスの励磁電流と思われます。他にはオペンプの電源電流も混ざっているはずですが、これはごく僅かのはず。

▼ソーラー側からから約3W注入した波形
還流中の波形
 AC100Vの電流波形がチグハグになっています。これが電力が系統側に逆流している証拠です。下の第三巻線の波形にスイッチングノイズが乗っています。

 どれくらいのパワーが逆流しているのかこの波形からは正確には判りませんが、およそ1ワットくらいは逆流している感じです。

 ということで、思った通り電力の逆流は成功しているみたいです。あとはこの回路を修正して完成度を上げていけば良さそうです。

 この試作で明らかになった主な改善点は、

1.トランスの選定
 手持ちの関係で3.3Vのトランスを使いました。でもここは12Vのトランスを使うべきです。12Vのトランスはピークでは16.8V出ているので、12Vバッテリー用のソーラーパネルの最適動作ポイントとほぼ一致します。

2.電流波形の改善
 この回路では電流をいきなり正負に切り替えていますが、間にオフの期間を設ける。あるいはPWMで正弦波ドライブにするともっと効率が上がると思います。こういう制御は回路でやるよりマイコン使ったほうが簡単なので、Arduinoでやってみようかと思います。

3.位相検出の改善
 現在はトランスの第三コイルを使っていますが、主回路のスイッチングパワーが増えるとノイズが増えてきて誤動作が心配です。場合によっては位相検出専用にもう一つ別のトランスを用意した方が良いかも知れません。

 ということで実用機を作るための条件はかなり見えてきました。これからトランスなどの部品を調達してぼちぼちと作っていきたいと思います。
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