Ako vyrobiť regulátor pre veterný generátor vlastnými rukami: zariadenie, princíp činnosti, montážna schéma

Mechanická konštrukcia veterného generátora v jeho čistej forme je len časťou kompletnej veternej elektrárne. Plne použiteľný systém má okrem mechanickej konštrukcie aj množstvo elektronických komponentov.

Napríklad je potrebný regulátor pre veterný generátor - zariadenie funkčne navrhnuté na stabilizáciu parametrov nabíjania batérie počas prevádzky veternej turbíny.

Poďme zistiť, aké funkcie zariadenie vykonáva a poskytnúť schémy na zostavenie ovládača sami. Okrem toho načrtneme vlastnosti práce a vhodnosť nákupu čínskej elektronickej jednotky pre veterný mlyn.

Veterné generátory a regulátory nabíjania batérií

Ak je celkom možné vyrobiť mechanický veterný mlyn sami, je možné vyrobiť ovládač veterného mlyna sami?

Aby ste mali nejakú predstavu o ovládačoch veterných generátorov a úspešne reprodukovali takéto zariadenia vlastnými rukami, základné informácie o týchto zariadeniach nebudú zbytočné.

Ovládač, ktorý obsluhuje batérie, je primárne určený na riadenie procesu nabíjania batérie. Toto je jeho hlavná funkcia, ale mala by byť podmienene rozdelená na niekoľko podfunkcií.

Napríklad jedna funkcia monitoruje nabíjací prúd a samovybíjací prúd. Ďalšia funkcionalita implementuje akcie zamerané na meranie teploty a tlaku. Tretí je zodpovedný za kompenzáciu rozdielu v tokoch energie, keď sa batéria nabíja súčasne so spotrebou prúdu záťažou.

Regulátor nabíjania batérie pre veterný generátor s nízkym výkonom. Ovládanie niektorých parametrov systému sa vykonáva pomocou vstavaného LCD displeja

Priemyselne vyrábané zariadenia sú vybavené plnou funkčnosťou. To sa však nedá povedať o amatérskych návrhoch. Zariadenia vyrobené na základe jednoduchých obvodových riešení doma s vlastnými rukami sú ovládačmi, ktoré sú ďaleko od dokonalých modelov.

Napriek tomu fungujú a umožňujú vám pracovať celkom produktívne rôzne typy veterných generátorov. Domáce návrhy spravidla implementujú iba jednu funkciu - ochranu pred prepätím a hlbokým vybitím.

Jedna z mnohých variácií ovládačov pre veterné turbíny, ktoré ste sami vyrobili. Takéto návrhy sa vyznačujú jednoduchými technickými riešeniami a jednoduchou inštaláciou.

Prečo je zavedenie regulátora do systému veternej turbíny nevyhnutnosťou?

Pretože v režime dopĺňania energie batérie bez použitia ovládača by sa mali očakávať nepríjemné následky:

1. Degradácia štruktúry batérie v dôsledku nekontrolovaných chemických procesov.
2. Nekontrolovaný nárast tlaku a teplota elektrolytu.
3. Strata vlastností nabíjania batérie z dôvodu prebiehajúceho dlhodobého vybíjania.

Regulátor nabíjania pre okruh veternej turbíny sa zvyčajne vyrába vo forme samostatného elektronického modulu. Tento modul je odnímateľný a rýchlo odpojiteľný. Priemyselne vyrábané zariadenia sú nevyhnutne vybavené indikáciou režimov a stavov - svetelných alebo vizuálne prenášaných cez displej.

V praxi možno použiť dva typy zariadení: zariadenia zabudované priamo do krytu veterného generátora a zariadenia pripojené k batérii.

Obvodové riešenia pre svojpomocnú montáž

Po celý čas od objavenia sa prvého domáce veterné mlyny počet riešení riadiacich obvodov sa mnohonásobne zvýšil. Mnohé z návrhov obvodov sú ďaleko od dokonalosti, ale existuje niekoľko možností, ktorým by ste mali venovať pozornosť.

Pre domáce použitie sú samozrejme dôležité jednoduché schémy, ktoré si vyžadujú malé finančné investície, sú efektívne a spoľahlivé.

Na základe týchto požiadaviek môžete začať s regulátorom pre veterný generátor, vytvoreným na základe regulátorov automobilových relé. Obvod využíva obe relé s negatívnym riadiacim kontaktom a relé s kladným riadiacim kontaktom.

Táto možnosť zaujme malým počtom dielov a jednoduchou inštaláciou. Potrebujete iba jedno relé, jeden výkonový tranzistor (efekt poľa), jeden odpor.

Schéma regulátora, ktorú nakreslil istý elektronický inžinier vlastnými rukami. Všetko je tu jednoduché a jasné bez zbytočných slov. Vlastne ako vo vyrobiteľnosti samotného riešenia. Minimálne diely – maximálne úspory (+)

Obvod sa nazýva „predradník“, pretože používa dodatočné zaťaženie vo forme obyčajnej žiarovky. Zoznam dielov tak bude doplnený o jeden prvok - lampu.

V závislosti od výkonu systému sa používa 12-voltová automobilová lampa (alebo niekoľko svietidiel). Namiesto tohto prvku je tiež prípustné použiť iný typ odporu zaťaženia: výkonný odpor, elektrický ohrievač, ventilátor atď.

Prevádzka obvodu „predradníka“ s mínusom

Činnosť automobilového reléového regulátora priamo súvisí s úrovňou nabitia batérie. Ak napätie na svorkách batérie stúpne nad 14,2 V, relé sa aktivuje a otvorí záporný obvod výkonového tranzistora.

Na druhej strane sa na tranzistore otvára prechod, ktorý spája priamu žiarovku s batériou. V dôsledku toho sa nabíjací prúd vybíja cez vlákno žiarovky. Keď sa napätie na svorkách batérie zníži, proces sa obráti. To zaisťuje udržiavanie stabilnej úrovne napätia batérie.

Ako funguje „predradný“ obvod s plusom?

Mierne modernizovaná verzia „balastného“ regulátora nabíjania pre veterný mlyn je druhý okruh na reléovom regulátore s kladným riadiacim kontaktom. Vhodné sú napríklad relé z automobilov VAZ.

Rozdiel od predchádzajúceho obvodu je použitie polovodičového relé, napríklad GTH6048ZA2 pre prúd 60A namiesto tranzistora. Výhody sú zrejmé: obvod vyzerá ešte jednoduchšie a zároveň má väčšiu spoľahlivosť a účinnosť.

Ďalšie jednoduché riešenie konštrukcie obvodu na zostavenie regulátora nabíjania batérie veterného generátora. Účinnosť a spoľahlivosť obvodu sa zvyšuje vďaka použitiu polovodičového relé (+)

Zvláštnosťou tohto jednoduchého riešenia je priame pripojenie k terminálom batéria generátora veternej turbíny. Vodiče regulátora nabíjania sú tiež „zasadené“ priamo na kontakty batérie.

V skutočnosti obe tieto časti schémy spolu nijako nesúvisia.Napätie z veterného generátora sa neustále dodáva do batérie. Keď napätie na svorkách batérie dosiahne 14,2 W, polovodičové relé pripojí záťaž na resetovanie. Týmto spôsobom je batéria chránená zariadením pred prebitím.

Tu môže nielen žiarovka pôsobiť ako záťaž. Je celkom možné pripojiť akékoľvek iné zariadenie určené pre prúd do 60 A. Napríklad elektrický rúrkový ohrievač.

V tomto obvode je tiež dôležité, že pôsobenie polovodičového relé je charakterizované plynulo rastúcou amplitúdou. V podstate je evidentný efekt profesionálne vyrobeného PWM regulátora.

Zložitá verzia obvodu regulátora

Ak predchádzajúca verzia návrhu obvodu pre regulátor nabíjania batérie pripomína iba zariadenie PWM (modulácia šírky impulzu), tu je tento princíp implementovaný špecificky.

Tento riadiaci obvod pre veterný mlyn s trojfázovým generátorom má určité ťažkosti, pretože zahŕňa použitie mikroobvodov - najmä operačných zosilňovačov na tranzistoroch s efektom poľa ako súčasť zostavy TL084.

Na doske plošných spojov však všetko nevyzerá tak komplikovane ako na papieri.

Obvodové riešenie na zostavenie ovládača vlastnými rukami pomocou mikrozostavy TL084. Princíp činnosti je tiež vytvorený pomocou relé na prepínanie režimov, ale je možné nastaviť hraničné body (+)

Rovnako ako v predchádzajúcich riešeniach sa ako spínací prvok záťaže predradníka používa relé. Relé je navrhnuté tak, aby fungovalo s 12-voltovou batériou, ale v prípade potreby si môžete vybrať 24-wattový model.

Predradný odpor je vyrobený vo forme silného odporu (vinutie na nichrómovej keramike).Na nastavenie rozsahu prevádzkového napätia (11,5-18 W) obvod používa variabilné odpory zahrnuté v riadiacom obvode mikroelektronickej zostavy TL084.

Tento regulátor nabíjania batérie veterného mlyna funguje nasledovne. Trojfázový prúd prijímaný z veterného generátora je usmerňovaný výkonovými diódami.

Na výstupe diódového mostíka sa generuje konštantné napätie, ktoré sa privádza na vstup obvodu cez kontakty relé, prídavnú diódu, batériu a potom do stabilizátora v obvode (78L08) a na vstup Zostava TL084.

Okamžik prepnutia spúšte do jedného zo stavov je určený hodnotami premenných odporov (Low V a High V) dolných a horných napäťových prahov.

Pokiaľ je na svorkách batérie napätie, ktoré nepresahuje 14,2 V (spĺňa nastavenie R High V), nabíjanie sa vykonáva. Akonáhle sa hodnoty zmenia smerom nahor, operačný zosilňovač TL084 dodá signál do bázy tranzistora, ktorý ovláda relé.

Produkt pre domácich majstrov založený na mikromontážnej schéme TL084. Všetko je mimoriadne jednoduché, dokonca namiesto kvalitného plošného spoja bola zvolená doska na povrchovú montáž. Domáce dizajny nás vždy potešia chvíľami, ako sú tieto.

Relé je aktivované, napájací obvod obvodu je prerušený a skratovaný na predradný odpor. Reset predradníka nastáva, kým sa batéria nevybije, blízko k hodnote nastavenia premenlivého odporu Low V.

Po dosiahnutí tejto hodnoty druhý operačný zosilňovač TL084 prepne obvod do reverzného stavu. Takto funguje ovládač.

Čínska elektronická alternatíva

Výroba regulátora veterného generátora vlastnými rukami je prestížna záležitosť.Ale vzhľadom na rýchlosť vývoja elektronických technológií význam vlastnej montáže často stráca svoj význam. Navyše väčšina navrhovaných schém je už zastaraná.

Ukazuje sa lacnejšie kúpiť hotový výrobok, vyrobený profesionálne, s vysoko kvalitnou inštaláciou, s použitím moderných elektronických komponentov. Napríklad na Aliexpress si môžete kúpiť vhodné zariadenie za rozumnú cenu.

Rozsah ponúk na čínskej webovej stránke je pôsobivý. Ovládače pre veterné generátory pre rôzne úrovne výkonu sa predávajú za ceny od 1 000 rubľov. Na základe tohto množstva, pokiaľ ide o zostavenie zariadenia vlastnými rukami, hra jednoznačne nestojí za sviečku.

Napríklad medzi návrhmi čínskeho portálu je model pre 600-wattový veterný mlyn. Zariadenie stojí 1070 rubľov. Vhodné pre použitie s 12/24 V batériami, prevádzkový prúd do 30 A.

Celkom slušný regulátor nabíjania čínskej výroby určený pre 600-wattový veterný generátor. Takéto zariadenie je možné objednať z Číny a dostať poštou približne za mesiac a pol

Kvalitné puzdro regulátora do každého počasia s rozmermi 100x90 mm je vybavené výkonným chladiacim radiátorom. Dizajn krytu zodpovedá triede ochrany IP67. Rozsah vonkajšej teploty od –35 do +75ºС. Na kryte je svetelná indikácia režimov stavu veterného generátora.

Otázkou je, aký má zmysel tráviť čas a úsilie zostavením jednoduchej konštrukcie vlastnými rukami, ak existuje skutočná príležitosť kúpiť niečo podobné a technicky vážne?

No, ak tento model nestačí, Číňania majú naozaj skvelé možnosti. Medzi novinkami bol teda 2 kW model s prevádzkovým napätím 96 voltov.

Čínsky produkt zo zoznamu nových produktov. Poskytuje kontrolu nabitia batérie, pracuje v spojení s 2 kW veterným generátorom. Akceptuje vstupné napätie do 96 voltov

Je pravda, že náklady na tento ovládač sú už päťkrát drahšie ako predchádzajúci vývoj. Ale opäť, ak si porovnáte náklady na výrobu niečoho podobného vlastnými rukami, kúpa vyzerá ako racionálne rozhodnutie.

Jediné, čo nás na čínskych výrobkoch mätie, je, že v tých najnevhodnejších prípadoch majú tendenciu náhle prestať fungovať. Zakúpené zariadenie sa preto často musí uskutočniť - prirodzene, vlastnými rukami. Je to však oveľa jednoduchšie a jednoduchšie, ako si sami vyrobiť regulátor nabíjania veterného generátora od začiatku.

Pre milovníkov domácich výrobkov má naša webová stránka sériu článkov venovaných výrobe veterných generátorov:

1. Urob si sám veterný generátor z automobilového generátora: technológia montáže veternej turbíny a analýza chýb
2. Ako zostaviť lopatky pre veterný generátor vlastnými rukami: príklady lopatiek veternej turbíny vlastnej výroby
3. Urob si sám veterný generátor z práčky: návod na zostavenie veterného mlyna
4. Ako vypočítať veterný generátor: vzorce + praktický príklad výpočtu

Závery a užitočné video na túto tému

Túžba vyrábať zariadenia na domáce použitie vlastnými rukami je niekedy silnejšia ako jednoduchšie riešenie - nákup lacného zariadenia. Čo z toho vzniklo, si pozrite vo videu:

Pri posudzovaní vyhliadok na vlastnú výrobu elektroniky, bez ohľadu na jej účel, musíme čeliť myšlienke, že vek „domácej výroby“ sa blíži ku koncu.

Trh je presýtený hotovými elektronickými zariadeniami a modulárnymi komponentmi pre takmer každý výrobok pre domácnosť.Amatérskym elektrotechnickým inžinierom teraz zostáva už len jedna vec – zostaviť stavebnice na stavbu domu.

Máte čo dodať, alebo máte nejaké otázky ohľadom montáže a používania ovládačov pre veterný generátor? Môžete zanechať komentáre, klásť otázky a pridávať fotografie vašich domácich výrobkov - kontaktný formulár je v dolnom bloku.