Hogyan készítsünk vezérlőt egy szélgenerátorra saját kezével: eszköz, működési elv, szerelési rajz
A szélgenerátor tiszta formában történő mechanikai kialakítása csak a teljes értékű szélenergia-létesítmény része. A teljesen működőképes rendszernek a mechanikai kialakításon kívül számos elektronikus alkatrész is van.
Tehát például szükséges egy szélgenerátor vezérlője - egy olyan eszköz, amelyet funkcionálisan úgy terveztek, hogy stabilizálja az akkumulátor töltöttségi paramétereit egy szélturbina működése közben.
Kiszámoljuk, hogy milyen funkciókat hajt végre az eszköz, és saját kezünkkel megadjuk a vezérlő összeszerelési rajzát. Ezenkívül körvonalazzuk a munka jellemzőit és a kínai elektronikus egység megvásárlásának célszerűségét szélturbina számára.
A cikk tartalma:
Szélgenerátorok és akkumulátor-töltő-szabályozók
Ha egy mechanikus szélmalom teljesen elkészíthető, készíthető-e szélmalom-vezérlő saját kezűleg?
Annak érdekében, hogy legyen valamilyen ötletem a szélgenerátorok vezérlőiről, és hogy ezeket a berendezéseket saját kezűleg megismételjük, az ezekről az eszközökről szóló alapvető információk nem lesznek feleslegesek.
Az akkumulátorokat kiszolgáló vezérlő elsősorban az akkumulátor töltési folyamatának vezérlésére szolgál. Ez a fő funkciója, de feltételesen fel kell osztani számos alfunkcióra.
Például egy funkcionálisan figyeli a töltési áramot és az önkisüléses áramot. Egy másik funkcionális megvalósító intézkedés a hőmérséklet és a nyomás mérésére irányul. A harmadik feladata az energiaáramlás különbségének kompenzálása, ha az akkumulátort egyidejűleg töltik a terhelés áramfogyasztása mellett.
Az ipari gyártóberendezések teljes funkcionalitással rendelkeznek. De ez nem mondható el az amatőr mintákról. Az otthon a legegyszerűbb áramköri megoldások alapján, saját kezűleg készített készülékek olyan vezérlők, amelyek messze vannak a tökéletes modellektől.
Ennek ellenére működnek és meglehetősen produktívak működtetni. különféle típusú szélgenerátorok. Általában a saját készítésű szerkezetekben csak egy funkció van megvalósítva - a túlfeszültség elleni védelem és a mély kisülés.
Miért kell a vezérlő bevezetése a szélmalom rendszerbe?
Mivel az akkumulátor bekapcsolásakor vezérlő használata nélkül, kellemetlen következményekre lehet számítani:
- Az akkumulátor szerkezetének romlása ellenőrizetlen kémiai folyamatok miatt.
- Nem ellenőrzött nyomásnövekedés és az elektrolit hőmérséklete.
- Az akkumulátor töltési tulajdonságainak elvesztése a tartós mentesítés kapcsán.
A szélgenerátor sémájának töltőszabályzóját általában különálló elektronikus modulként valósítják meg. Ez a modul eltávolítható és gyorsan leválasztható. Az iparilag gyártott készülékeket szükségszerűen fel kell tüntetni az üzemmódok és körülmények jelzésével - fény vagy a kijelzőn láthatóan átvilágítva.
A gyakorlatban kétféle eszköz használható - közvetlenül a szélgenerátor házába építve és az akkumulátorhoz csatlakoztatva.
DIY összeszerelési megoldások
Az első óta házi szélmalmok A vezérlők áramköri megoldásainak száma sokszor nőtt. Az áramköri tervek nagy része nem tökéletes, de vannak olyan lehetőségek is, amelyekre oda kell figyelni.
A háztartási használatra természetesen relevánsak az egyszerű rendszerek, amelyek kis pénzügyi beruházásokat igényelnek, hatékonyak és megbízhatóak.
Ezen követelmények alapján elindíthatja egy szélgenerátor vezérlőjével, amelyet autó relévezérlők alapján hoztak létre.Az áramkörben mind a negatív vezérlő érintkezőjű relék, mind a pozitív vezérlőérintkezős relék alkalmazhatók.
Ez az opció vonzza kis számú alkatrész és egyszerű telepítés révén. Csak egy relét, egy teljesítmény-tranzisztort (mezőt), egy ellenállást igényel.
A sémát "ballasztnak" nevezzük, mivel egy kiegészítő terhelést használ egy hagyományos izzólámpa formájában. Így az alkatrészek listáját egy másik elemmel - egy lámpával - egészítik ki.
A rendszer teljesítményétől függően 12 voltos autós lámpát (vagy több lámpát) használnak. Ezen kívül az elem helyett megengedett más típusú terhelési ellenállás használata: erős ellenállás, elektromos fűtés, ventilátor stb.
A "ballaszt" áramkör munkája mínusznal
Az autó relé-szabályozója közvetlenül az akkumulátor töltöttségi szintjéhez kapcsolódik. Ha az akkumulátor kivezetésein a feszültség 14,2 volt fölé emelkedik, akkor a relé kiold és megnyitja a tranzisztor negatív áramkörét.
A tranzisztoron viszont egy csomópont nyílik meg, amely közvetlen izzólámpát csatlakoztat az akkumulátorhoz. Ennek eredményeként a töltőáram az izzólámpa izzószálán kisül. Ha az akkumulátor kivezetéseinél a feszültség csökken, akkor fordítva történik. Ez fenntartja az akkumulátor stabil feszültségszintjét.
Hogyan működik a plusz "ballaszt" séma?
A szélerőmű turbina töltővezérlőjének kissé korszerűsített változata a második áramkör a relévezérlőn, pozitív vezérlő érintkezővel. Például a VAZ autókból származó relék alkalmasak.
A különbség az előző áramkörhöz képest szilárdtest relék, például GTH6048ZA2 használatával 60A árammal tranzisztor helyett. Az előnyök egyértelműek: az áramkör még egyszerűbbnek tűnik, ugyanakkor nagyobb megbízhatósággal és hatékonysággal rendelkezik.
Ennek az egyszerű megoldásnak a közvetlen vonása csatlakozás a terminálokhoz generátor szélmalom akkumulátor. A töltésvezérlő vezetékeit szintén "ültetik" közvetlenül az akkumulátor érintkezőire.
Valójában az áramkör mindkét része semmilyen módon nincs összekötve. A szélgenerátor feszültsége folyamatosan táplálkozik az akkumulátoron. Amikor az akkumulátor kivezetésein a feszültség eléri a 14,2 W-ot, a szilárdtestalapú relé összeköti a terhet a visszaállításra. Tehát az akkumulátort a készülék védi a túltöltéstől.
Itt nem csak egy izzólámpa képes előtétként működni. Teljesen lehetséges bármilyen más készülék csatlakoztatása 60 A-ig terjedő áramerősségre. Például egy elektromos csőfűtés.
Ennél is fontosabb a séma - a félvezető relé működését az egyenletesen növekvő amplitúdó jellemzi. Valójában egy profi módon gyártott PWM vezérlő hatása nyilvánvaló.
A vezérlőáramkör bonyolult verziója
Ha az akkumulátor töltésvezérlő áramkörének korábbi verziója csak egy PWM-eszközre hasonlít (impulzusszélesség-moduláció), itt ezt az elvet külön alkalmazzuk.
Ez a háromfázisú generátorral rendelkező szélturbina vezérlő áramköre bizonyos nehézségekben különbözik, mivel mikroáramkörök használatát foglalja magában - különösen a TL084 szerelvény részeként mező-hatású tranzisztorokat használó operációs erősítőket.
Az áramköri táblán azonban minden nem tűnik olyan bonyolultnak, mint a papírlapon.
A korábbi megoldásokhoz hasonlóan relét használnak kapcsolóelemként az előtétterheléshez.A relét 12 V-os akkumulátorral való működésre tervezték, de ha szükséges, választhat egy 24 wattos modellt.
Az előtét erős ellenállás formájában készül (kerámia nikróm tekercseléssel). Az üzemi feszültség tartomány (11,5-18 W) beállításához az áramkör változó ellenállásokat használ a TL084 mikroelektronikai szerelvény vezérlő áramkörében.
Egy ilyen szélmalom akkumulátor-töltő-vezérlő a következőképpen működik. A szélerőműtől kapott háromfázisú áramot energiadiódákkal helyettesítik.
A diódahíd kimenetén állandó feszültség keletkezik, amelyet az áramkör bemenetére továbbítanak a reléérintkezőkön, egy kiegészítő diódán, az akkumulátoron, majd az áramköri stabilizátoron (78L08) és a TL084 egység bemenetén keresztül.
A trigger egyik állapotba kapcsolásának pillanatát az alsó és felső feszültség küszöbértékének (alacsony V és magas V) változó ellenállásainak értékei határozzák meg.
Mindaddig, amíg az akkumulátor feszültsége nem haladja meg a 14,2 voltot (megfelel az R magas V beállítási értéknek), feltöltés történik. Amint az értékek megváltoznak a növekedés irányában, a TL084 működési erősítő jelet küld a transzisztor aljára, amelyet a relé vezérel.
A relé bekapcsol, az áramkör áramköre megszakad és egy előtét ellenállással záródik. Az előtét alaphelyzetbe állítása addig zajlik, amíg az akkumulátor kisülése közel áll az alacsony V-os változó ellenállás beállításához.
Miután ezt az értéket elérte, a TL084 második működési erősítő áramköre fordított állapotba vált. Így működik a vezérlő.
Kínai elektronikus alternatíva
A csináld magad szélgenerátor-vezérlő készítése tekintélyes ügy. Az elektronikus technológiák fejlődésének gyorsasága miatt azonban az öngyűlés jelentése gyakran elveszíti relevanciáját. Ezen felül a javasolt rendszerek többsége már elavult.
Kiderül, hogy olcsóbb a professzionálisan előállított, kiváló minőségű telepítéssel ellátott késztermék vásárlása a modern elektronikus alkatrészekre. Például vásárolhat megfelelő eszközt elfogadható áron az Aliexpress-en.
A kínai oldalon a kínálat lenyűgöző. Szélgenerátorok vezérlőit különböző teljesítményszinteken 1000 rubel áron értékesítik. Ha ebből az összegből indul el, az eszköz saját kezű összeszerelése szempontjából a játék egyértelműen nem éri meg a gyertyát.
Tehát például a kínai portál ajánlatai között szerepel egy modell egy 600 wattos szélturbina számára. 1070 rubel értékű eszköz. 12/24 voltos akkumulátorokhoz használható, legfeljebb 30 A üzemi árammal
A kiváló minőségű, minden időjárási körülmények között működő vezérlő tok 100x90 mm-es méretű hűtő radiátorral van felszerelve. A ház kialakítása megfelel az IP67 védettségi osztálynak. A külső hőmérsékleti tartomány - 35 - + 75ºС. A szélgenerátor állapotának világító jelzése megjelenik a testben.
A kérdés az, mi az oka annak, hogy időt és erőfeszítést költenek egy egyszerű formatervezés saját kezű összeállítására, ha van valódi lehetőség valami hasonló és műszakilag komoly vásárlásra?
Nos, ha ez a modell nem elég, a kínaiak nagyon jó lehetőségeket kínálnak. Tehát az újonnan érkezők között egy 2 kW-os modellt figyeltünk meg 96 voltos üzemi feszültségre.
Igaz, hogy ennek a vezérlőnek a költsége már ötször drágább, mint az előző fejlesztésnél.De ha újra megmérjük valami hasonló előállításának költségét a saját kezével, akkor a vásárlás ésszerű döntésnek tűnik.
Az egyetlen dolog, amely megzavarja a kínai termékeket, az, hogy a legmegfelelőbb esetekben hajlamosak hirtelen leállni a működésről. Ezért a megvásárolt készüléket gyakran szem előtt kell tartani - természetesen saját kezével. De ez sokkal könnyebb és egyszerűbb, mint hogy a szélgenerátor töltőgenerátorát saját kezével a semmiből készítse el.
A weboldalon található házi termékek szerelmeseinek cikksorozata található a szélerőművek gyártására:
- DIY szélgenerátor autógenerátorból: szélmalom-szerelési technológia és hibaanalízis
- Hogyan készítsünk „csináld magad” pengéket egy szélerőműhöz: példák a saját készítésű pengékre egy szélturbina számára
- Csináld magad szélgenerátor mosógépből: szerelési útmutató egy szélmalomhoz
- A szélgenerátor kiszámítása: képletek + a számítás gyakorlati példája
Következtetések és hasznos videó a témáról
Az a vágy, hogy otthoni készülékeket otthoni használatra készítsenek, erősebb lehet, mint egy egyszerűbb megoldás - olcsó eszköz vásárlása. Mi jött erről, lásd a videót:
Ha önmagában értékeli az elektronika gyártásának kilátásait, annak céljától függetlenül, akkor arra kell gondolni, hogy a "házi készítésű" kora véget ér.
Szinte minden háztartási terméknél a piac túlteljesül a kész elektronikai eszközökkel és moduláris alkatrészekkel. Az amatőr elektronikai rajongóknak most már csak egy dolga van hátra - ház tervezőinek összeszerelése.
Van még valami kiegészítés, vagy kérdésed van-e a szélgenerátor vezérlőinek összeszerelésével és használatával kapcsolatban? Megjegyzéseket fűzhet, kérdéseket tehet fel és fényképeket tölthet fel házi termékeivel - a kapcsolatfelvételi űrlap az alsó részben található.
A bemutatott séma meglehetősen sikeres (megbízható, és a részletek egy dollárt érdemelnek). De egy bonyolultabb megoldáshoz kiegészítést teszek - google vezérlőt az Arduino platformon. Nem csak az akkumulátor töltési módjait válthatja, hanem magának a tárgynak az áramellátását is. A platform megértése nem nehéz, valójában ugyanaz a gyermektervező (adatlap a nyilvánosság számára). És valószínűleg ez a 10 ezer kínai rendszer ugyanazon az elven készül.
Felülvizsgáltam az áramkört a vezérlő felépítéséhez. De nagyon finoman mutatják be. Ha lehetséges szélesebb körben megmutatni, megpróbálom magam megcsinálni. Kicsit aggódok egy 24 voltos akkumulátor használatának lehetősége miatt. Talán jobb, ha nem kockáztatunk, de használjunk egy 12 voltos akkumulátort, hogy ne legyen hiba.