Šiame įraše paaiškinta paprasta elektroninė apkrovos valdiklio arba reguliatoriaus grandinė, kuri automatiškai reguliuoja ir kontroliuoja hidroelektrinės generatoriaus sistemos sukimosi greitį, pridedant arba atimant manekeno apkrovų masyvą. Procedūra užtikrina stabilizuotą įtampos ir dažnio išėjimą vartotojui. Idėjos paprašė ponas Aponso

Techninės specifikacijos:

Ačiū už atsakymą ir dvi savaites buvau išvykęs iš šalies. Ačiū už informaciją, o laikmačio grandinė dabar veikia labai gerai.
II atvejis, man reikia elektroninio apkrovos valdiklio (ELC). Mano hidroelektrinė yra 5 kw vienfazė 220 V ir 50 Hz, todėl reikia valdyti perteklinę galią naudojant ELC. Prašau pateikti patikimą grandinę pagal mano reikalavimus
Vėlgi

Dizainas

Jei esate vienas iš tų laimingųjų, kurie šalia jūsų kiemo krenta laisvai tekantis upelis, upės upelis ar net aktyvus nedidelis vanduo, galite labai gerai pagalvoti, kaip paversti jį nemokama elektra, paprasčiausiai įrengiant mini hidro generatorių kelio link. vandens srautą ir visą gyvenimą naudotis nemokama elektros energija.

Tačiau pagrindinė tokių sistemų problema yra generatoriaus greitis, kuris tiesiogiai veikia jo įtampos ir dažnio specifikacijas.

Čia generatoriaus sukimosi greitis priklauso nuo dviejų veiksnių, vandens srauto galios ir su generatoriumi susijusios apkrovos. Jei kuris nors iš šių pokyčių keičiasi, generatoriaus greitis taip pat keičiasi, todėl jo išėjimo įtampa ir dažnis lygiaverčiai sumažėja arba padidėja.

Kaip mes visi žinome, kad daugeliui prietaisų, tokių kaip šaldytuvai, kintamosios srovės generatoriai, varikliai, gręžimo mašinos ir kt., Įtampa ir dažnis gali būti labai svarbūs ir gali būti tiesiogiai susiję su jų efektyvumu, todėl į bet kokius šių parametrų pokyčius negalima žiūrėti lengvai.

Siekiant išspręsti minėtą situaciją, kad įtampa ir dažnis būtų palaikomi leistinose ribose, ELC arba elektroninis apkrovos valdiklis paprastai naudojamas visose hidroenergijos sistemose.

Kadangi vandens srauto reguliavimas negali būti įmanomas pasirinkimas, apskaičiuotas apkrovos valdymas tampa vienintele išeitimi aukščiau aptartam klausimui.

Iš tikrųjų tai yra gana paprasta, viskas yra apie grandinės naudojimą, kuri stebi generatoriaus įtampą ir įjungia arba išjungia keletą manekeno apkrovų, kurios savo ruožtu valdo ir kompensuoja generatoriaus greičio padidėjimą ar sumažėjimą.

Toliau aptariamos dvi paprastos elektroninės apkrovos reguliatoriaus (ELC) grandinės (sukurtos mano), kurias galima lengvai pastatyti namuose ir naudoti siūlomam bet kurios mini hidroelektrinės reguliavimui. Sužinokime jų operacijas, atsižvelgdami į šiuos dalykus:

ELC grandinė naudojant IC LM3915

Pirmoji grandinė, naudojanti keletą kaskadinių LM3914 arba LM3915 IC, iš esmės yra sukonfigūruota kaip 20 pakopų įtampos detektoriaus tvarkyklės grandinė.

Kintama 0–2,5 V nuolatinės srovės įvestis jo kaištyje Nr. 5 sukuria lygiavertį nuoseklų atsaką į 20 išėjimų iš dviejų IC, pradedant nuo šviesos diodų # 1 iki LED # 20, tai reiškia, kad esant 0,125 V įtampai, pirmasis šviesos diodas užsidega. tuo metu, kai įvestis pasiekia 2,5 V įtampą, užsidega 20-asis šviesos diodas (visi šviesos diodai užsidega).

Viskas tarp jų lemia atitinkamų tarpinių LED išėjimų perjungimą.

Tarkime, kad generatorius yra su 220V / 50Hz specifikacijomis, tai reiškia, kad sumažinus jo greitį, sumažėtų ir nurodyta įtampa, ir dažnis, ir atvirkščiai.

Siūlomoje pirmoje ELC grandinėje mes sumažiname 220 V iki reikiamo mažo potencialo nuolatinės srovės per rezistoriaus daliklio tinklą ir maitinimo kaištį Nr. 5, kad pirmieji 10 šviesos diodų (LED # 1 ir likę mėlyni taškai) tiesiog užsidegtų.

Dabar šie šviesos diodų kištukai (nuo LED # 2 iki LED # 20) taip pat yra pritvirtinti su atskiromis manekeno apkrovomis per atskirus „mosfet“ tvarkykles, be namų apkrovos.

Buitinės naudingos apkrovos yra sujungtos per relę LED 1 išėjime.

Esant pirmiau nurodytai sąlygai, užtikrinama, kad esant 220 V įtampai, kai visos buitinės apkrovos yra naudojamos, taip pat apšviečia ir kompensuoja 9 papildomos manekeno apkrovos, kad gautų reikiamą 220 V @ 50Hz.

Dabar tarkime, kad generatoriaus greitis turi tendenciją didėti virš 220 V žymos, tai paveiktų IC kaištį Nr. 5, kuris atitinkamai perjungtų raudonais taškais pažymėtus šviesos diodus (nuo LED # 11 ir aukštyn).

Kai šie šviesos diodai yra įjungiami, atitinkamos manekeno apkrovos pridedamos prie smūgio, tokiu būdu suspaudžiant generatoriaus greitį, kad jis būtų atkurtas iki įprastų specifikacijų, nes taip atsitinka, manekeno apkrovos vėl išjungiamos atgaline seka, tai tęsiasi savireguliuojama taip, kad variklio greitis niekada neviršytų įprastų normų.

Tarkime, kad variklio greitis linkęs mažėti dėl mažesnės vandens srovės galios, mėlyna spalva pažymėti šviesos diodai pradeda nuosekliai išsijungti (pradedant nuo šviesos diodo Nr. 10 ir žemyn). Tai sumažina manekeno apkrovas ir savo ruožtu atleidžia variklį nuo perteklinės apkrovos ir atstato jo greitis link pradinio taško, tuo metu apkrovos linkusios įjungti / išjungti nuosekliai, kad būtų išlaikytas tikslus rekomenduojamas generatoriaus variklio greitis.

Manekeno apkrovos gali būti pasirinktos pagal vartotojo pageidavimus ir sąlygines specifikacijas. Kiekvienos šviesos diodų išvesties padidėjimas 200 vatų greičiausiai būtų pats palankiausias.

Manekeno apkrovos turi būti atsparios, pavyzdžiui, 200 vatų kaitrinės lempos ar šildytuvo ritės.

Grandinės schema

ELC grandinė naudojant PWM

Antrasis variantas yra gana įdomus ir dar paprastesnis. Kaip matyti iš pateiktos diagramos, pora 555 IC yra naudojami kaip PWM generatorius, kuris keičia savo ženklo / erdvės santykį, atsižvelgiant į atitinkamai kintantį įtampos lygį, tiekiamą IC2 kaištyje Nr. 5.

“op-amp diferencialinis stiprintuvas ”

Gerai apskaičiuota didelės galios manekeno apkrova pritvirtinta vieninteliu „mosfet“ valdiklio pakopa IC # 2 kaištyje Nr. 3.

Kaip aptarta pirmiau pateiktame skyriuje, čia taip pat mažesnė mėginio nuolatinė įtampa, atitinkanti 220 V, yra naudojama IC2 kaištyje Nr. 5 taip, kad manekeno apkrovų apšvietimas prisitaiko prie buitinių apkrovų, kad generatoriaus išėjimas būtų 220 V diapazone.

Tarkime, kad generatoriaus sukimosi greitis nukrypsta į aukštesnę pusę, sukurtų lygiavertį potencialo padidėjimą IC2 kaištyje Nr. 5, o tai savo ruožtu sukeltų didesnį ženklų santykį su „mosfet“, leidžiančiu jam praleisti daugiau srovės į apkrovą .

Padidėjus apkrovos srovei, varikliui būtų sunkiau suktis ir taip nusistovėti iki pradinio greičio.

Lygiai priešingai atsitinka, kai greitis linksta link žemesnio lygio, kai manekeno apkrova yra susilpninta, kad padidintų variklio greitį iki jo įprastų savybių.

Nuolatinis „virvės traukimas“ tęsiasi, kad variklio greitis niekada per daug nesikeistų nuo reikalaujamų specifikacijų.

Aukščiau nurodytas ELC grandines galima naudoti su visų tipų mikro hidro, vandens malūno sistemomis ir vėjo malūnų sistemomis.

Dabar pažiūrėkime, kaip mes galime naudoti panašią ELC grandinę vėjo malūno generatoriaus bloko greičiui ir dažniui reguliuoti. Idėjos paprašė ponas Nileshas Patilas.

Techninės specifikacijos

Aš labai mėgstu jūsų elektronines grandines ir pomėgį ją kurti. Iš esmės aš esu iš kaimo vietovės, kur 15 valandų maitinimas nutraukė problemą, su kuria susiduriame kiekvienais metais

Net jei aš einu pirkti keitiklio, kuris taip pat nėra įkrautas dėl elektros energijos gedimo.

Aš sukūriau vėjo malūno generatorių (labai pigiai), kuris palaikys 12 v baterijos įkrovimą.

Tam pačiam noriu įsigyti per brangų vėjo malūno įkrovimo turbinos valdiklį.

Taigi planuojame sukurti savo, jei turite tinkamą dizainą iš jūsų

Generatoriaus galia: 0 - 230 AC įtampa

įvestis 0 - 230 v kintama (skiriasi nuo vėjo greičio)

išėjimas: 12 V DC (pakankama padidinimo srovė).

Perkrovos / išleidimo / manekeno krovinio tvarkymas

Ar galėtumėte pasiūlyti ar padėti man jį sukurti ir reikalingą komponentą bei PCB iš jūsų

Man gali prireikti daug tos pačios grandinės, kai tik pavyks.

Dizainas

Pirmiau prašomą dizainą galima įgyvendinti paprasčiausiai naudojant mažesnį transformatorių ir LM338 reguliatorių, kaip jau buvo aptarta daugelyje mano pranešimų anksčiau.

Žemiau paaiškintas grandinės dizainas nėra susijęs su aukščiau pateiktu prašymu, greičiau sprendžiamas labai sudėtingas klausimas tais atvejais, kai vėjo malūno generatorius naudojamas kintamosios srovės apkrovoms, priskirtoms tinklo 50Hz arba 60Hz dažnio specifikacijoms, valdyti.

Kaip veikia ELC

Elektroninis apkrovos valdiklis yra įtaisas, kuris atlaisvina arba užgniaužia susijusio elektros generatoriaus variklio greitį, sureguliuodamas manekeno arba savivarčio apkrovos grupės, sujungtos lygiagrečiai su faktinėmis naudingomis apkrovomis, perjungimą.

Minėtos operacijos tampa būtinos, nes atitinkamą generatorių gali valdyti netaisyklingas, kintantis šaltinis, pvz., Tekantis vanduo iš upelio, upės, krioklio arba per vėją.

Kadangi pirmiau minėtos jėgos gali smarkiai skirtis priklausomai nuo susijusių parametrų, reguliuojančių jų dydį, generatorius taip pat gali būti priverstas atitinkamai didinti arba mažinti savo greitį.

Greičio padidėjimas reikštų įtampos ir dažnio padidėjimą, kuris savo ruožtu gali būti veikiamas prijungtų apkrovų, sukeldamas nepageidaujamus padarinius ir pakenkdamas apkrovoms.

Pridedant savivartes

Pridedant arba atėmus generatoriaus išorines apkrovas (išmetimo apkrovas), jo greitį būtų galima efektyviai palyginti su priverstine šaltinio energija taip, kad generatoriaus greitis būtų palaikomas maždaug iki nurodyto dažnio ir įtampos lygio.

Viename iš savo ankstesnių įrašų jau aptariau paprastą ir efektyvią elektroninę apkrovos reguliatoriaus grandinę, dabartinė idėja yra įkvėpta jos ir yra gana panaši į tą dizainą.

Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip galima sukonfigūruoti siūlomą ELC.

Grandinės širdis yra IC LM3915, kuri iš esmės yra taško / juostos LED tvarkyklė, naudojama rodant tiekiamos analoginės įtampos pokyčius per nuoseklius LED apšvietimus.

Aukščiau pateikta IC funkcija čia buvo panaudota įgyvendinant ELC funkcijas.

Generatorius 220 V pirmiausia perjungiamas iki 12 V nuolatinės srovės transformatoriaus ir naudojamas maitinti elektroninę grandinę, susidedančią iš IC LM3915 ir susijusio tinklo.

Ši ištaisyta įtampa taip pat tiekiama į IC kaištį Nr. 5, kuris yra IC jutiklis.

Proporcingų jutimo įtampų generavimas

Jei manysime, kad 12 V iš transformatoriaus yra proporcingas 240 V iš generatoriaus, tai reiškia, kad jei generatoriaus įtampa pakils iki 250 V, 12 V nuo transformatoriaus padidėtų proporcingai:

12 / x = 240/250

x = 12,5 V

Panašiai, jei generatoriaus įtampa nukris iki 220 V, proporcingai sumažėtų transformatoriaus įtampa:

12 / x = 240/220
x = 11V

ir taip toliau.

Pirmiau pateikti skaičiavimai aiškiai rodo, kad generatoriaus apsisukimų dažnis, dažnis ir įtampa yra labai tiesiški ir proporcingi vienas kitam.

Žemiau pateiktoje elektroninės apkrovos reguliatoriaus grandinės konstrukcijoje ištaisyta įtampa, tiekiama į IC kaištį Nr. 5, sureguliuojama taip, kad įjungus visas naudingas apkrovas, būtų naudojamos tik trys manekeno apkrovos: lempa Nr. 1, lempa Nr. 2 ir lempa Nr. 3 leidžiama likti įjungtai.

Tai tampa pagrįstai kontroliuojama apkrovos reguliatoriaus sąranka, be abejo, reguliavimo variantų diapazoną galima nustatyti ir pritaikyti skirtingiems dydžiams, atsižvelgiant į vartotojo pageidavimus ir specifikacijas.

Tai gali būti padaryta atsitiktinai sureguliuojant nurodytą išankstinį nustatymą IC 5-oje kaištyje arba naudojant skirtingus apkrovų rinkinius 10-yje IC išėjimų.

ELC nustatymas

Tarkime, kad pirmiau minėta sąranka laikys, kad generatorius veikia 240 V / 50Hz dažniu, įjungus pirmuosius tris lemputes IC sekoje, taip pat įjungus visas išorines naudingas apkrovas (prietaisus).

Esant tokiai situacijai, kai keli prietaisai būtų išjungti, generatorius būtų atleistas nuo apkrovos, dėl kurios padidėtų jo greitis, tačiau greičio padidėjimas taip pat sukeltų proporcingą įtampos padidėjimą IC kaištyje Nr. 5.

Tai paskatins IC įjungti savo tolesnius kištukus tokia tvarka, kad įjungtų lemputė Nr. 4,5,6 ir t. T., Kol generatoriaus greitis bus užgniaužtas, kad būtų palaikomas norimas paskirtas greitis ir dažnis.

Ir atvirkščiai, tarkime, kad jei generatoriaus greitis linkęs mažėti dėl blogėjančių šaltinio energijos sąlygų, IC paskatins išjungti lemputę Nr. 1,2,3 po vieną ar keletą jų, kad įtampa nenukristų žemiau nustatytos , teisingos specifikacijos.

Visos manekeno apkrovos nutraukiamos nuosekliai per PNP buferio tranzistoriaus etapus ir tolesnius NPN galios tranzistoriaus etapus.

Visi PNP tranzistoriai yra 2N2907, o NPN yra TIP152, kuriuos galima pakeisti N-mosfetais, tokiais kaip IRF840.

Kadangi pirmiau minėti prietaisai veikia tik su nuolatine srove, generatoriaus išėjimas yra tinkamai konvertuojamas į nuolatinę srovę per 10amp diodų tiltą reikalingam perjungimui.

Lempos gali būti 200 vatų, 500 vatų arba vartotojo pageidaujamos, ir generatoriaus specifikacijos.

Grandinės schema

Iki šiol mes išmokome efektyvios elektroninės apkrovos reguliatoriaus grandinės, naudodamos nuoseklų kelių manekeno apkrovos perjungiklio koncepciją, čia aptariame daug paprastesnį to paties dizainą, naudojant „triac dimmer“ koncepciją ir su viena apkrova.

Kas yra „Dimmer“ jungiklis

„Dimmer“ jungiklio įtaisas yra mums visiems gerai pažįstamas ir matome, kad jie įrengti mūsų namuose, biuruose, parduotuvėse, prekybos centruose ir kt.

„Dimmer“ jungiklis yra iš tinklo valdomas elektroninis įtaisas, kurį galima naudoti pritvirtintai apkrovai, tokiai kaip žibintai ir ventiliatoriai, valdyti paprasčiausiai keičiant susijusį kintamą atsparumą, vadinamą puodu.

Valdymą iš esmės atlieka triacas, kuris yra priverstas persijungti indukuotu laiko delsos dažniu, kad jis liktų įjungtas tik per kintamosios srovės pusės ciklų dalį.

Šis perjungimo uždelsimas yra proporcingas pakoreguotam puodo pasipriešinimui ir keičiasi, kai puodo atsparumas yra įvairus.

Taigi, jei puodo atsparumas yra mažas, triacui leidžiama atlikti ilgesnį laiko tarpą per fazių ciklus, o tai leidžia daugiau srovės praeiti per apkrovą, o tai savo ruožtu leidžia apkrovai suaktyvinti didesnę galią.

Ir atvirkščiai, jei sumažėja puodo pasipriešinimas, triacas ribojamas proporcingai daug mažesnėje fazės ciklo dalyje, todėl apkrova yra silpnesnė ją įjungus.

Siūlomoje elektroninėje apkrovos reguliatoriaus grandinėje taikoma ta pati koncepcija, tačiau čia puodas pakeičiamas opto mova, pagaminta paslėpiant LED / LDR mazgą šviesos nepraleidžiančiame korpuse.

„Dimmer“ jungiklio naudojimas kaip ELC

Koncepcija iš tikrųjų yra gana paprasta:

Šviesos diodas opto viduje valdomas proporcingai sumažėjusia įtampa, gaunama iš generatoriaus išėjimo, o tai reiškia, kad šviesos diodo ryškumas dabar priklauso nuo generatoriaus įtampos pokyčių.

Atsparumas, turintis įtakos triac laidumui, pakeičiamas LDR opto mazgo viduje, o tai reiškia, kad šviesos diodų ryškumo lygiai dabar yra atsakingi už triac laidumo lygių koregavimą.

Iš pradžių ELC grandinė įjungiama įtampa iš generatoriaus, veikiančio 20% didesniu greičiu, nei nustatyta teisinga.

Pagrįstai apskaičiuota manekeno apkrova yra pritvirtinta nuosekliai su ELC, o P1 sureguliuojamas taip, kad manekeno apkrova šiek tiek apšviestų ir pakoreguotų generatoriaus greitį ir dažnį iki teisingo lygio, kaip reikalaujama specifikacijose.

Tai atliekama su visais išoriniais prietaisais įjungtoje padėtyje, kuri gali būti susijusi su generatoriaus galia.

Aukščiau pateiktas įgyvendinimas nustato valdiklį optimaliai, kad būtų pašalintas bet koks generatoriaus greičio neatitikimas.

Tarkime, jei keli prietaisai bus išjungti, tai sukeltų žemą generatoriaus slėgį, kuris priverstų jį greičiau suktis ir generuoti daugiau elektros energijos.

Tačiau tai taip pat priverstų opto viduje esantį šviesos diodą proporcingai ryškiau augti, o tai savo ruožtu sumažintų LDR pasipriešinimą ir taip priverstų „triac“ veikti daugiau ir proporcingai ištuštinti įtampą per manekeno apkrovą.

Manoma, kad manekeno apkrova, kuri akivaizdžiai yra kaitrinė lempa, šioje situacijoje gali būti šviečianti gana ryškiai, išeikvodama papildomą generatoriaus generuojamą galią ir atstatydama generatoriaus greitį iki pradinio aps./min.