Jak zrobić sterownik dla generatora wiatrowego własnymi rękami: urządzenie, zasada działania, schemat montażu

Konstrukcja mechaniczna generatora wiatrowego w czystej postaci jest tylko częścią pełnoprawnej instalacji wiatrowej. System, który jest w pełni sprawny, oprócz konstrukcji mechanicznej, ma również wiele elementów elektronicznych.

Na przykład niezbędny jest sterownik generatora wiatrowego - urządzenie funkcjonalnie zaprojektowane do stabilizacji parametrów ładowania akumulatora podczas pracy turbiny wiatrowej.

Dowiemy się, jakie funkcje wykonuje urządzenie i podamy własne schematy montażowe kontrolera. Ponadto przedstawiamy cechy pracy i celowość zakupu chińskiego urządzenia elektronicznego do turbiny wiatrowej.

Generatory wiatrowe i kontrolery ładowania baterii

Jeśli mechaniczny wiatrak jest całkowicie możliwy do zrobienia, to czy można zrobić kontroler wiatraka własnymi rękami?

Aby mieć pojęcie o sterownikach generatorów wiatrowych i z powodzeniem odtwarzać taki sprzęt własnymi rękami, podstawowe informacje o tych urządzeniach nie będą zbędne.

Sterownik obsługujący akumulatory przeznaczony jest przede wszystkim do kontrolowania procesu ładowania akumulatora. Jest to jego główna funkcja, ale należy ją warunkowo podzielić na kilka podfunkcji.

Na przykład jedna funkcja monitoruje prąd ładowania i prąd samorozładowania. Kolejna funkcjonalność realizuje działania mające na celu pomiar temperatury i ciśnienia. Trzeci odpowiada za kompensację różnicy przepływów energii, gdy akumulator jest ładowany jednocześnie z poborem prądu przez obciążenie.

Kontroler ładowania akumulatora dla małego generatora wiatrowego mocy. Monitorowanie niektórych parametrów systemu odbywa się poprzez wbudowany wyświetlacz LCD

Urządzenia do produkcji przemysłowej są wyposażone w pełną funkcjonalność. Ale nie można tego powiedzieć o projektach amatorskich. Urządzenia wykonane w oparciu o najprostsze rozwiązania obwodów w domu własnymi rękami to sterowniki dalekie od idealnych modeli.

Niemniej jednak działają i są dość produktywne w obsłudze. różne typy generatorów wiatrowych. Z reguły w samodzielnie wykonanych konstrukcjach realizowana jest tylko jedna funkcja - ochrona przed przepięciem i przed głębokim rozładowaniem.

Jedna z wielu odmian kontrolerów zrób to sam dla wiatraków. Takie projekty wyróżniają się prostymi rozwiązaniami technicznymi i najprostszym wykonaniem instalacji

Dlaczego wprowadzenie kontrolera w systemie wiatraka jest koniecznością?

Ponieważ w trybie uruchamiania akumulatora bez użycia kontrolera należy spodziewać się nieprzyjemnych konsekwencji:

1. Degradacja struktury baterii z powodu niekontrolowanych procesów chemicznych.
2. Niekontrolowany wzrost ciśnienia i temperatura elektrolitu.
3. Utrata właściwości ładowania akumulatora w związku z odbywającym się długoterminowym rozładowaniem.

Kontroler ładowania dla schematu generatora wiatrowego ma z reguły osobny moduł elektroniczny. Ten moduł jest wymienny i umożliwia szybkie odłączenie. Urządzenia przemysłowe są koniecznie wyposażone we wskazanie trybów i warunków - świetlne lub wizualnie transmitowane przez wyświetlacz.

W praktyce można zastosować dwa rodzaje urządzeń - wbudowane bezpośrednio w obudowę generatora wiatrowego i podłączone do akumulatora.

Rozwiązania do samodzielnego montażu

Przez cały czas od pierwszego domowe wiatraki Liczba rozwiązań obwodów dla sterowników wzrosła wielokrotnie. Wiele projektów obwodów jest daleka od ideału, ale są też takie opcje, na które należy zwrócić uwagę.

Oczywiście do użytku domowego istotne są proste programy wymagające niewielkich inwestycji finansowych, skuteczne i niezawodne.

W oparciu o te wymagania można rozpocząć od sterownika generatora wiatrowego utworzonego na podstawie sterowników przekaźników samochodowych.W obwodzie mają zastosowanie zarówno przekaźniki ze stykiem kontroli ujemnej, jak i przekaźniki ze stykiem kontroli dodatniej.

Ta opcja przyciąga niewielką liczbą części i prostą instalacją. To zajmie tylko jeden przekaźnik, jeden tranzystor mocy (pole), jeden rezystor.

Obwód kontrolera, narysowany przez pewnego inżyniera elektronicznego własnymi rękami. Wszystko tutaj jest proste i jasne bez słowa. Właściwie, jak w samej decyzji technologicznej. Minimalne szczegóły - maksymalne oszczędności (+)

Schemat nazywa się „balastem”, ponieważ wykorzystuje dodatkowe obciążenie w postaci konwencjonalnej żarówki. Tak więc lista części zostanie uzupełniona innym elementem - lampą.

Używana jest lampa samochodowa (lub kilka lamp) o napięciu 12 woltów, w zależności od mocy systemu. Ponadto zamiast tego elementu dopuszczalne jest stosowanie rezystancji obciążenia innego typu: mocny rezystor, grzejnik elektryczny, wentylator itp.

Praca obwodu „balastowego” z minusem

Działanie samochodowego przekaźnika-regulatora jest bezpośrednio związane z poziomem naładowania akumulatora. Jeśli napięcie na zaciskach akumulatora wzrośnie powyżej 14,2 wolta, przekaźnik wyzwala i otwiera ujemny obwód tranzystora mocy.

Z kolei w tranzystorze otwiera się złącze, łączące bezpośrednią żarówkę z akumulatorem. W rezultacie prąd ładowania jest rozładowywany przez żarnik żarówki. Jeśli napięcie na zaciskach akumulatora zostanie zmniejszone, proces odwrotny. Utrzymuje to stabilny poziom napięcia akumulatora.

Jak działa schemat „balastu” z plusem

Nieco zmodernizowana wersja „balastowego” kontrolera ładowania turbiny wiatrowej to drugi obwód w przekaźniku z dodatnim stykiem sterującym. Na przykład odpowiednie są przekaźniki z samochodów VAZ.

Różnica w stosunku do poprzedniego obwodu polega na zastosowaniu przekaźnika półprzewodnikowego, na przykład GTH6048ZA2 przy prądzie 60 A zamiast tranzystora. Korzyści są oczywiste: obwód wygląda jeszcze prostiej, a jednocześnie ma większą niezawodność i wydajność.

Kolejny prosty układ do montażu kontrolera ładowania akumulatora generatora wiatrowego. Wydajność i niezawodność obwodu poprawia zastosowanie przekaźnika półprzewodnikowego (+)

Funkcja tego prostego rozwiązania jest bezpośrednia połączenie z terminalami bateria wiatraka generatora. Przewody kontrolera ładowania są również „sadzone” bezpośrednio na stykach akumulatora.

W rzeczywistości obie te części obwodu nie są w żaden sposób połączone. Napięcie z generatora wiatrowego jest stale dostarczane do akumulatora. Gdy napięcie na zaciskach akumulatora osiągnie 14,2 W, przekaźnik półprzewodnikowy łączy obciążenie w celu zresetowania. Tak więc bateria jest chroniona przez urządzenie przed przeładowaniem.

Tutaj nie tylko żarówka może działać jako obciążenie statecznika. Można podłączyć dowolne inne urządzenie o prądzie znamionowym do 60 A. Na przykład elektryczny grzejnik rurowy.

Co jest ważniejsze w tym schemacie - działanie przekaźnika półprzewodnikowego charakteryzuje się płynnie rosnącą amplitudą. W rzeczywistości efekt profesjonalnie wykonanego kontrolera PWM jest oczywisty.

Skomplikowana wersja obwodu kontrolera

Jeśli poprzednia wersja układu obwodu kontrolera ładowania akumulatora przypominała jedynie urządzenie PWM (modulacja szerokości impulsu), tutaj zasada ta została wdrożona specjalnie.

Ten obwód kontrolny dla turbiny wiatrowej z trójfazowym generatorem różni się pod pewnymi trudnościami, ponieważ wiąże się z zastosowaniem mikroukładów - w szczególności wzmacniaczy operacyjnych z tranzystorami polowymi w ramach zespołu TL084.

Jednak na płytce drukowanej wszystko nie wygląda na tak skomplikowane, jak na kartce papieru.

Zrób to sam schemat obwodu do montażu kontrolera za pomocą mikroukładu TL084. Zasada działania jest również zbudowana za pomocą przekaźnika do przełączania trybów, ale możliwe jest dostosowanie punktów odcięcia (+)

Podobnie jak w poprzednich rozwiązaniach, przekaźnik służy jako element przełączający obciążenie statecznika.Przekaźnik jest zaprojektowany do pracy z akumulatorem 12 woltów, ale w razie potrzeby możesz wybrać model o mocy 24 watów.

Statecznik jest wykonany w postaci silnego oporu (uzwojenia na ceramice nichromowej). Aby wyregulować zakres napięcia roboczego (11,5-18 W), obwód wykorzystuje rezystory zmienne zawarte w obwodzie sterującym zespołu mikroelektronicznego TL084.

Taki kontroler ładowania baterii wiatraka działa w następujący sposób. Prąd trójfazowy odbierany z generatora wiatrowego jest prostowany przez diody mocy.

Na wyjściu mostka diodowego generowane jest stałe napięcie, które jest doprowadzane do wejścia obwodu przez styki przekaźnika, dodatkową diodę, akumulator, a następnie do stabilizatora obwodu (78L08) i na wejście zespołu TL084.

Moment przełączenia wyzwalacza na jeden ze stanów jest określony przez wartości rezystorów zmiennych (niskie V i wysokie V) dolnego i górnego progu napięcia.

Tak długo, jak napięcie akumulatora nie przekracza 14,2 woltów (spełniając wartość ustawienia R High V), ładowanie jest wykonywane. Gdy tylko wartości zmienią się w kierunku wzrostu, wzmacniacz operacyjny TL084 wysyła sygnał do podstawy tranzystora, który jest sterowany przez przekaźnik.

Własny produkt zgodnie ze schematem z mikroukładem TL084. Wszystko jest niezwykle proste, nawet zamiast wysokiej jakości płytki drukowanej wybierana jest płyta do montażu na zawiasach. Domowe projekty zawsze zachwycają takie chwile.

Przekaźnik jest wyzwalany, obwód zasilania obwodu przerywa się i zamyka rezystorem balastowym. Reset statecznika ma miejsce, dopóki rozładowanie akumulatora nie zbliży się do ustawienia rezystora zmiennego Low V.

Po osiągnięciu tej wartości obwód drugiego wzmacniacza operacyjnego TL084 przełącza się do stanu odwrotnego. Tak działa kontroler.

Chińska elektroniczna alternatywa

Wykonanie zrób-to-sam kontroler generatora wiatrowego to prestiżowa sprawa. Ale biorąc pod uwagę szybkość rozwoju technologii elektronicznych, często znaczenie samoorganizacji traci na znaczeniu. Ponadto większość proponowanych programów jest już nieaktualna.

Taniej jest kupić gotowy produkt wykonany profesjonalnie, z wysokiej jakości instalacją, na nowoczesnych komponentach elektronicznych. Na przykład możesz kupić odpowiednie urządzenie za rozsądną cenę na Aliexpress.

Zakres ofert na chińskiej stronie jest imponujący. Sterowniki do generatorów wiatrowych o różnych poziomach mocy są sprzedawane w cenie 1000 rubli. Jeśli zaczniesz od tej kwoty, jeśli chodzi o montaż urządzenia własnymi rękami, gra wyraźnie nie jest warta świeczki.

Na przykład wśród ofert chińskiego portalu jest model turbiny wiatrowej o mocy 600 W. Urządzenie o wartości 1070 rubli. nadaje się do stosowania z akumulatorami 12/24 V, prądem roboczym do 30 A.

Bardzo przyzwoity, zaprojektowany dla 600-watowego generatora wiatrowego, kontroler ładowania w chińskim stylu. Takie urządzenie można zamówić z Chin i odebrać pocztą za około półtora miesiąca

Wysokiej jakości obudowa kontrolera pogodowego o wymiarach 100 x 90 mm jest wyposażona w wydajny radiator chłodzący. Konstrukcja obudowy odpowiada klasie ochrony IP67. Zakres temperatur zewnętrznych wynosi od - 35 do + 75ºС. Wskaźnik świetlny trybów generatora wiatrowego jest wyświetlany na ciele.

Pytanie brzmi: z jakiego powodu poświęcić czas i wysiłek na samodzielny montaż prostego projektu, jeśli istnieje realna szansa na zakup czegoś podobnego i technicznie poważnego?

Cóż, jeśli ten model nie wystarczy, Chińczycy mają bardzo fajne opcje. Tak więc wśród nowo przybyłych odnotowano model 2 kW dla napięcia roboczego 96 woltów.

Produkt chiński z nowej listy przyjazdu. Zapewnia kontrolę akumulatora podczas pracy w tandemie z generatorem wiatrowym o mocy 2 kW. Akceptuje napięcia wejściowe do 96 woltów

To prawda, że ​​koszt tego kontrolera jest już pięciokrotnie droższy niż poprzednie opracowanie.Ale z drugiej strony, jeśli mierzysz koszt wytworzenia czegoś podobnego własnymi rękami, zakup wygląda jak racjonalna decyzja.

Jedyną rzeczą, która myli chińskie produkty, jest to, że nagle przestają działać w najbardziej nieodpowiednich przypadkach. Dlatego zakupione urządzenie często trzeba przypominać - oczywiście własnymi rękami. Ale jest to o wiele łatwiejsze i prostsze niż tworzenie generatora ładunku dla generatora wiatrowego własnymi rękami od zera.

Dla miłośników domowych produktów na naszej stronie znajduje się seria artykułów poświęconych produkcji generatorów wiatrowych:

1. Generator wiatrowy DIY z generatora samochodowego: technologia montażu wiatraka i analiza błędów
2. Jak zbudować ostrza do samodzielnego wykonania dla generatora wiatrowego: przykłady samodzielnie wykonanych ostrzy dla turbiny wiatrowej
3. Generator wiatrowy zrób to sam z pralki: instrukcja montażu wiatraka
4. Jak obliczyć generator wiatru: wzory + praktyczny przykład obliczeń

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Chęć zrobienia domowego sprzętu do użytku domowego jest czasem silniejsza niż prostsze rozwiązanie - zakup niedrogiego urządzenia. Co z tego wynika, zobacz wideo:

Oceniając perspektywy samodzielnej produkcji elektroniki, niezależnie od jej celu, należy pomyśleć, że era „domowej roboty” się kończy.

Rynek jest przesycony gotowymi urządzeniami elektronicznymi i modułowymi komponentami do prawie każdego produktu gospodarstwa domowego. Amatorom elektroniki amatorskiej pozostało już tylko jedno - zgromadzić projektantów domowych.

Czy jest coś do uzupełnienia lub masz pytania dotyczące montażu i użytkowania sterowników do generatora wiatrowego? Możesz zostawiać komentarze, zadawać pytania i dodawać zdjęcia swoich domowych produktów - formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.