Как да направите контролер за ветрогенератор със собствените си ръце: устройство, принцип на работа, схема на монтаж

Механичният дизайн на вятърния генератор в чистата му форма е само част от пълноценна инсталация за вятърна енергия. Системата, която е напълно работеща, в допълнение към механичния дизайн, има и редица електронни компоненти.

Така че, например, е необходим контролер за ветрогенератор - устройство, функционално проектирано да стабилизира параметрите на заряда на батерията по време на работа на вятърна турбина.

Ще разберем какви функции изпълнява устройството и ще дадем схемите за монтаж на контролера със собствените си ръце. В допълнение, ние очертаваме характеристиките на работата и целесъобразността от закупуване на китайски електронен блок за вятърна турбина.

Вятърни генератори и контролери за зареждане на батерията

Ако е напълно възможно да направите сами механична вятърна мелница, възможно ли е да направите контролер за вятърни мелници със собствените си ръце?

За да имате някаква представа за контролерите на ветрогенераторите и успешно да възпроизвеждате такова оборудване със собствените си ръце, основната информация за тези устройства няма да бъде излишна.

Контролерът, обслужващ батериите, е предназначен основно за контрол на процеса на зареждане на батерията. Това е основната му функция, но тя трябва условно да бъде разделена на редица подфункции.

Например, един функционален следи тока на зареждане и тока на саморазряд. Друга функционална реализира действия, насочени към измерване на температура и налягане. Третият е отговорен за компенсирането на разликата в енергийните потоци, когато батерията се зарежда едновременно с консумацията на ток от товара.

Контролер на заряда на батерията за малък генератор на вятър. Мониторингът на някои системни параметри се осъществява чрез вградения LCD дисплей

Устройствата за промишлено производство са надарени с пълна функционалност. Но това не може да се каже за любителските дизайни. Устройствата, направени въз основа на най-простите решения на веригата у дома със собствените си ръце, са контролери, които са далеч от перфектните модели.

Въпреки това те работят и са доста продуктивни за работа. различни видове ветрогенератори, По правило в самостоятелно изработени конструкции се изпълнява само една функция - защита срещу пренапрежение и от дълбоко разреждане.

Една от многото варианти на сам контролер за вятърни мелници. Такива дизайни се отличават с прости технически решения и най-простото изпълнение на инсталацията

Защо въвеждането на контролер в система за вятърни мелници е задължително?

Тъй като в режим на захранване на батерията без използване на контролер, трябва да се очакват неприятни последици:

1. Влошаване на структурата на батерията поради неконтролирани химически процеси.
2. Неконтролирано повишаване на налягането и температура на електролита.
3. Загуба на свойства за презареждане на батерията във връзка с продължителното изпускане.

Контролерът на заряда за схемата на вятърния генератор по правило е под формата на отделен електронен модул. Този модул е ​​сменяем и бързо се прекъсва. Устройствата, произведени в индустриална промишленост, задължително са оборудвани с индикация за режимите и условията - светлина или визуално предавани през дисплея.

На практика могат да се използват два вида устройства - вградени директно в корпуса на вятърния генератор и свързани с батерията.

Направи си сам монтажни решения

За всички времена от първата домашни вятърни мелници Броят на верижните решения за контролерите нараства многократно. Много от схемите на проектите далеч не са перфектни, но има и такива опции, на които трябва да обърнете внимание.

За вътрешна употреба, разбира се, са подходящи прости схеми, които изискват малки финансови инвестиции, ефективни и надеждни.

Въз основа на тези изисквания можете да започнете с контролер за ветрогенератор, създаден на базата на контролери за автомобилни релета.Във веригата са приложими и двете релета с отрицателен управляващ контакт и релета с положителен контролен контакт.

Тази опция привлича с малък брой части и проста инсталация. Това ще отнеме само едно реле, един мощен транзистор (поле), един резистор.

Веригата на контролера, изготвена от определен електронен инженер със собствените си ръце. Всичко тук е просто и ясно, без дума. Всъщност, както в самото технологично решение. Минимални подробности - максимални спестявания (+)

Схемата се нарича "баласт", тъй като използва допълнително натоварване под формата на конвенционална крушка с нажежаема жичка. Така списъкът на частите ще бъде попълнен с друг елемент - лампа.

Използва се автомобилна лампа (или няколко лампи) от 12 волта, в зависимост от мощността на системата. Също така, вместо този елемент, е допустимо да се използва устойчивост на натоварване от различен тип: мощен резистор, електрически нагревател, вентилатор и т.н.

Работата на веригата "баласт" с минус

Действието на автомобилния реле-регулатор е пряко свързано с нивото на батерията. Ако напрежението в клемите на акумулатора се повиши над 14,2 волта, релето се изключва и отваря отрицателната верига на силовия транзистор.

От своя страна на транзистора се отваря кръстовище, свързващо директно лампа с нажежаема жичка към батерията. В резултат на това зареждащият ток се изхвърля през нажежаемата крушка. Ако напрежението в клемите на акумулатора е намалено, обратният процес. Това поддържа стабилно ниво на напрежение на батерията.

Как се прави схемата "баласт" с плюс

Малко модернизирана версия на контролера на заряда на баласт за вятърна турбина е втората верига на релейния контролер с положителен контролен контакт. Например релетата от автомобили VAZ са подходящи.

Разликата от предходната верига е използването на твърдо състояние реле, например GTH6048ZA2 при ток 60А вместо транзистор. Предимствата са очевидни: веригата изглежда още по-проста и в същото време има по-голяма надеждност и ефективност.

Друга проста схема за сглобяване на контролер за зареждане на батерията на вятърния генератор. Ефективността и надеждността на веригата се повишава чрез използването на твърдо реле (+)

Характеристиката на това просто решение е директна връзка с терминали генератор вятърна батерия. Проводниците на контролера на заряда също се "засаждат" директно върху контактите на акумулатора.

Всъщност и двете части на веригата не са свързани по никакъв начин. Напрежението от вятърния генератор се подава постоянно към акумулатора. Когато напрежението на клемите на акумулатора достигне 14,2 W, твърдото реле свързва товара за нулиране. Така батерията е защитена от устройството от презареждане.

Тук не само лампа с нажежаема жичка може да действа като товар на баласт. Напълно възможно е да свържете всяко друго устройство, номинално за ток до 60 А. Например електрически тръбен нагревател.

Какво е по-важно в тази схема - действието на твърдотелно реле се характеризира с плавно нарастваща амплитуда. Всъщност ефектът на професионално произведен PWM контролер е очевиден.

Сложна версия на веригата на контролера

Ако предишната версия на схемата на контролера за зареждане на батерията прилича само на PWM устройство (импулсна ширина модулация), тук този принцип е реализиран специално.

Тази верига на контролер за вятърна турбина с трифазен генератор се различава в някои трудности, тъй като включва използването на микросхеми - по-специално оперативни усилватели с транзистори с полеви ефекти като част от монтажа TL084.

На платка обаче всичко не изглежда толкова сложно, колкото на лист хартия.

Направете си сам схема за сглобяване на контролер с помощта на микросглобяване TL084. Принципът на работа също е изграден с помощта на реле за превключване на режимите, но е възможно да се коригират точките на изключване (+)

Както в предишните решения, релето се използва като превключващ елемент за баластен товар.Релето е проектирано да работи с 12-волтова батерия, но при желание можете да изберете модел за 24 вата.

Баластът е направен под формата на мощно съпротивление (навиване върху керамика нихром). За да регулирате обхвата на работното напрежение (11,5-18 W), веригата използва променливи резистори, включени в контролната верига на микроелектронната система TL084.

Такъв контролер за зареждане на батерията на вятърната мелница работи по следния начин. Трифазният ток, получен от вятърния генератор, се коригира от силови диоди.

На изхода на диодния мост се генерира постоянно напрежение, което се подава към входа на веригата през релейните контакти, допълнителен диод, батерията и след това към стабилизатора на веригата (78L08) и към входа на монтажа TL084.

В момента, в който спусъкът се превключи в едно от състоянията, се определя от стойностите на променливите резистори (ниско V и високо V) на долния и горния праг на напрежение.

Докато напрежението на акумулаторната батерия не надвишава 14,2 волта (удовлетворяващо стойността на настройката R High V), се извършва заряд. Веднага след като стойностите се променят в посока на увеличение, операционният усилвател TL084 изпраща сигнал до основата на транзистора, който се управлява от релето.

Самостоятелно направен продукт по схемата с микросглобяване TL084. Всичко е изключително просто, дори вместо висококачествена печатна платка се избира платка за шарнирен монтаж. Домашните дизайни винаги радват такива моменти.

Релето се задейства, силовата верига на веригата се прекъсва и затваря с баластен резистор. Нулирането на баласта се извършва, докато разрядът на батерията е близо до настройката на променливия резистор Low V.

След като се достигне тази стойност, вторият оперативен усилвател TL084 верига преминава в обратното състояние. Ето как работи контролерът.

Китайска електронна алтернатива

Изработването на контролер за вятърни генератори "направи си сам" е престижно дело. Но като се има предвид скоростта на развитие на електронните технологии, често значението на самосглобяването губи своята актуалност. Освен това повечето от предложените схеми вече са остарели.

Оказва се по-евтино да закупите завършен продукт, направен професионално, с висококачествена инсталация, върху съвременни електронни компоненти. Например, можете да закупите подходящо устройство на разумна цена в Aliexpress.

Обхватът на офертите на китайския сайт е впечатляващ. Контролери за ветрогенератори за различни нива на мощност се продават на цена от 1000 рубли. Ако започнете от това количество, по отношение на сглобяването на устройството със собствените си ръце, играта очевидно не си струва свещта.

Така например, сред офертите на китайския портал има модел за 600-ватова вятърна турбина. Устройство на стойност 1070 рубли. подходящ за използване с батерии 12/24 волта, работен ток до 30 A.

Много приличен, създаден за 600-ватов генератор на вятъра, контролер на заряда в китайски дизайн. Такова устройство може да бъде поръчано от Китай и получено по пощата след около месец и половина

Висококачествен калъф за контролиране на атмосферни влияния с размери 100x90 мм е оборудван с мощен охлаждащ радиатор. Дизайнът на корпуса отговаря на клас на защита IP67. Диапазонът на външните температури е от - 35 до + 75ºС. На тялото се показва светлинна индикация за състоянията на вятърния генератор.

Въпросът е каква е причината да отделите време и усилия за сглобяването на прост дизайн със собствените си ръце, ако има реална възможност да закупите нещо подобно и технически сериозно?

Е, ако този модел не е достатъчен, китайците имат много готини възможности. Така че сред новопристигналите бе отбелязан модел с мощност от 2 кВт за работно напрежение от 96 волта.

Китайски продукт от новия списък за пристигане. Осигурява контрол на батерията по време на работа в тандем с 2 кВт генератор на вятъра. Приема входни напрежения до 96 волта

Вярно е, че цената на този контролер е вече пет пъти по-скъпа от предишната разработка.Но отново, ако измерите разходите за производството на нещо подобно със собствените си ръце, покупката изглежда като рационално решение.

Единственото нещо, което обърква китайските продукти е, че те са склонни внезапно да спрат да работят в най-неподходящите случаи. Ето защо, закупеното устройство често трябва да се има предвид - естествено, със собствените си ръце. Но е много по-лесно и по-просто от това да направите генератор на заряд за ветрогенератор със собствените си ръце от нулата.

За любителите на домашно приготвените продукти на нашия уебсайт има поредица от статии, посветени на производството на вятърни генератори:

1. Направи си генератор на вятър от автомобилен генератор: технология за сглобяване на вятърни мелници и анализ на грешки
2. Как да изградите остриета, направени сами, за ветрогенератор: примери за самостоятелно направени остриета за вятърна турбина
3. Направете сами ветрогенератор от пералня: инструкции за монтаж на вятърна мелница
4. Как се изчислява генератор на вятър: формули + практически пример за изчисление

Изводи и полезно видео по темата

Желанието да се направи домашно оборудване за домашна употреба понякога е по-силно от по-просто решение - закупуване на евтино устройство. Какво стана от това, вижте във видеото:

Оценявайки перспективите за самостоятелно производство на електроника, независимо от нейното предназначение, човек трябва да се натъкне на мисълта, че ерата на „домашното“ приключва.

Пазарът е пренаситен с готови електронни устройства и модулни компоненти за почти всеки домакински продукт. Любителите на любителите на електрониката сега ни остава само едно - да сглобяват домашните дизайнери.

Има ли нещо за допълване или имате въпроси относно сглобяването и използването на контролери за ветрогенератор? Можете да оставяте коментари, да задавате въпроси и да добавяте снимки на домашните си продукти - формата за контакт е в долния блок.