كيفية صنع وحدة تحكم لمولد الرياح بيديك: الجهاز، مبدأ التشغيل، مخطط التجميع

التصميم الميكانيكي لمولد الرياح في شكله النقي ليس سوى جزء من محطة طاقة الرياح الكاملة. يحتوي النظام القابل للاستخدام بالكامل، بالإضافة إلى الهيكل الميكانيكي، على عدد من المكونات الإلكترونية.

على سبيل المثال، مطلوب وحدة تحكم لمولد الرياح - جهاز مصمم وظيفيًا لتحقيق الاستقرار في معلمات شحن البطارية أثناء تشغيل توربينات الرياح.

دعونا نتعرف على الوظائف التي يؤديها الجهاز ونقدم مخططات لتجميع وحدة التحكم بنفسك. بالإضافة إلى ذلك، سنحدد ميزات العمل ومدى استصواب شراء وحدة إلكترونية صينية لطاحونة الهواء.

مولدات الرياح وأجهزة التحكم في شحن البطاريات

إذا كان من الممكن صنع طاحونة هوائية ميكانيكية بنفسك، فهل من الممكن صنع وحدة تحكم في طاحونة الهواء بنفسك؟

من أجل الحصول على فكرة عن وحدات تحكم مولد الرياح وإعادة إنتاج هذه المعدات بنجاح بأيديكم، لن تكون المعلومات الأساسية حول هذه الأجهزة زائدة عن الحاجة.

تم تصميم وحدة التحكم التي تخدم البطاريات بشكل أساسي للتحكم في عملية شحن البطارية. هذه هي وظيفتها الرئيسية، ولكن ينبغي تقسيمها بشكل مشروط إلى عدد من الوظائف الفرعية.

على سبيل المثال، تقوم إحدى الوظائف بمراقبة تيار الشحن وتيار التفريغ الذاتي. وظيفة أخرى تنفذ إجراءات تهدف إلى قياس درجة الحرارة والضغط. والثالث مسؤول عن تعويض الفرق في تدفقات الطاقة عند شحن البطارية بالتزامن مع الاستهلاك الحالي بواسطة الحمل.

وحدة تحكم شحن البطارية لمولد الرياح منخفض الطاقة. يتم التحكم في بعض معلمات النظام من خلال شاشة LCD مدمجة

تم تجهيز الأجهزة المصنعة صناعيًا بوظائف كاملة. ولكن لا يمكن قول الشيء نفسه عن تصاميم الهواة. الأجهزة المصنوعة على أساس حلول الدوائر البسيطة في المنزل بيديك هي وحدات تحكم بعيدة كل البعد عن النماذج المثالية.

ومع ذلك، فهي تعمل وتسمح لك بالعمل بشكل منتج تمامًا أنواع مختلفة من مولدات الرياح. كقاعدة عامة، تنفذ التصاميم محلية الصنع وظيفة واحدة فقط - الحماية من الجهد الزائد والتفريغ العميق.

أحد الأشكال العديدة لوحدات التحكم في توربينات الرياح التي تصنعها بنفسك. تتميز هذه التصاميم بحلول تقنية بسيطة وتركيب بسيط.

لماذا يعد إدخال وحدة التحكم في نظام توربينات الرياح أمرًا ضروريًا؟

لأنه في وضع تجديد طاقة البطارية دون استخدام وحدة التحكم، ينبغي توقع عواقب غير سارة:

1. تدهور هيكل البطارية بسبب العمليات الكيميائية غير المنضبطة.
2. زيادة غير منضبطة في الضغط ودرجة حرارة المنحل بالكهرباء.
3. فقدان خصائص شحن البطارية بسبب حدوث التفريغ على المدى الطويل.

عادةً ما يتم تصنيع وحدة التحكم بالشحن لدائرة توربينات الرياح على شكل وحدة إلكترونية منفصلة. هذه الوحدة قابلة للإزالة ويتم فصلها بسرعة. الأجهزة المصنعة صناعيًا مجهزة بالضرورة بمؤشر للأوضاع والحالات - الضوء أو المنقولة بصريًا من خلال الشاشة.

ومن الناحية العملية، يمكن استخدام نوعين من الأجهزة: تلك المدمجة مباشرة في مبيت مولد الرياح وتلك المتصلة بالبطارية.

حلول الدوائر لتجميع DIY

في كل وقت منذ ظهور الأول طواحين الهواء محلية الصنع لقد زاد عدد حلول دوائر التحكم عدة مرات. العديد من تصميمات الدوائر بعيدة كل البعد عن الكمال، ولكن هناك بعض الخيارات التي يجب عليك الانتباه إليها.

بالنسبة للاستخدام المنزلي، بطبيعة الحال، تعتبر المخططات البسيطة التي تتطلب القليل من الاستثمار المالي فعالة وموثوقة ذات صلة.

بناءً على هذه المتطلبات، يمكنك البدء بوحدة تحكم لمولد الرياح، تم إنشاؤها على أساس منظمات ترحيل السيارة. تستخدم الدائرة كلا المرحلات مع جهة اتصال تحكم سلبية والمرحلات مع جهة اتصال تحكم إيجابية.

يجذب هذا الخيار عددًا صغيرًا من الأجزاء والتركيب البسيط. ما عليك سوى مرحل واحد وترانزستور طاقة واحد (تأثير المجال) ومقاوم واحد.

مخطط تحكم رسمه مهندس إلكترونيات معين بيديه. كل شيء هنا بسيط وواضح بدون كلمات غير ضرورية. في الواقع، كما هو الحال في تصنيع الحل نفسه. الحد الأدنى من الأجزاء – الحد الأقصى للتوفير (+)

تسمى الدائرة "الصابورة" لأنها تستخدم حملاً إضافيًا على شكل لمبة متوهجة عادية. وبالتالي، سيتم تجديد قائمة الأجزاء بعنصر آخر - مصباح.

يتم استخدام مصباح سيارة بقوة 12 فولت (أو عدة مصابيح) حسب قوة النظام. يجوز أيضًا استخدام نوع مختلف من مقاومة الحمل بدلاً من هذا العنصر: مقاوم قوي، سخان كهربائي، مروحة، إلخ.

تشغيل دائرة "الصابورة" بعلامة ناقص

يرتبط عمل منظم ترحيل السيارات ارتباطًا مباشرًا بمستوى شحن البطارية. إذا ارتفع الجهد عند أطراف البطارية عن 14.2 فولت، يتم تنشيط المرحل ويفتح الدائرة السلبية لترانزستور الطاقة.

بدوره، يتم فتح انتقال على الترانزستور، لتوصيل المصباح المتوهج المباشر بالبطارية. ونتيجة لذلك، يتم تفريغ تيار الشحن من خلال خيوط المصباح المتوهج. عندما ينخفض ​​الجهد عند أطراف البطارية، يتم عكس العملية. وهذا يضمن الحفاظ على مستوى ثابت لجهد البطارية.

كيف تعمل دائرة "الصابورة" ذات علامة زائد؟

النسخة الحديثة قليلاً من وحدة التحكم بالشحن "الصابورة" لطاحونة الهواء هي الدائرة الثانية على منظم التتابع مع جهة اتصال تحكم إيجابية. على سبيل المثال، المرحلات من سيارات VAZ مناسبة.

يتمثل الاختلاف عن الدائرة السابقة في استخدام مرحل الحالة الصلبة، على سبيل المثال، GTH6048ZA2 لتيار 60 أمبير بدلاً من الترانزستور. المزايا واضحة: تبدو الدائرة أبسط وفي نفس الوقت تتمتع بقدر أكبر من الموثوقية والكفاءة.

حل آخر بسيط لتصميم الدوائر لتجميع وحدة تحكم شحن بطارية مولد الرياح. يتم زيادة كفاءة وموثوقية الدائرة بسبب استخدام مرحل الحالة الصلبة (+)

خصوصية هذا الحل البسيط هو المباشر اتصال بالمحطات بطارية مولد توربينات الرياح. يتم أيضًا "زرع" موصلات وحدة التحكم في الشحن مباشرة على نقاط اتصال البطارية.

في الواقع، كلا هذين الجزأين من المخطط لا يرتبطان بأي حال من الأحوال ببعضهما البعض.يتم توفير الجهد من مولد الرياح إلى البطارية باستمرار. عندما يصل الجهد الكهربي عند أطراف البطارية إلى 14.2 وات، يقوم مرحل الحالة الصلبة بتوصيل الحمل لإعادة ضبطه. بهذه الطريقة يتم حماية بطارية الجهاز من الشحن الزائد.

هنا، ليس فقط المصباح المتوهج يمكن أن يكون بمثابة حمولة الصابورة. من الممكن تمامًا توصيل أي جهاز آخر مصمم لتيار يصل إلى 60 أ. على سبيل المثال، سخان أنبوبي كهربائي.

ما هو مهم أيضًا في هذه الدائرة هو أن عمل مرحل الحالة الصلبة يتميز بسعة متزايدة بسلاسة. في جوهر الأمر، فإن تأثير وحدة تحكم PWM المصنعة بشكل احترافي واضح.

نسخة معقدة من دائرة التحكم

إذا كان الإصدار السابق من تصميم الدائرة لوحدة التحكم في شحن البطارية يشبه فقط جهاز PWM (تعديل عرض النبض)، فهنا يتم تنفيذ هذا المبدأ على وجه التحديد.

تواجه دائرة التحكم هذه لطاحونة الهواء المزودة بمولد ثلاثي الطور بعض الصعوبات، لأنها تتضمن استخدام الدوائر الدقيقة - على وجه الخصوص، مكبرات الصوت التشغيلية على ترانزستورات التأثير الميداني كجزء من مجموعة TL084.

ومع ذلك، على لوحة الدائرة، كل شيء لا يبدو معقدًا كما هو الحال على قطعة من الورق.

حل الدائرة لتجميع وحدة التحكم بيديك باستخدام التجميع الدقيق TL084. تم إنشاء مبدأ التشغيل أيضًا باستخدام مرحل لتبديل الأوضاع، ولكن من الممكن ضبط نقاط القطع (+)

كما هو الحال في الحلول السابقة، يتم استخدام المرحل كعنصر تبديل لحمل الصابورة. تم تصميم الريلاي ليعمل ببطارية 12 فولت، لكن إذا رغبت في ذلك يمكنك اختيار موديل 24 واط.

يتكون مقاوم الصابورة على شكل مقاومة قوية (ملف على سيراميك نيتشروم).لضبط نطاق جهد التشغيل (11.5-18 واط)، تستخدم الدائرة مقاومات متغيرة مضمنة في دائرة التحكم الخاصة بمجموعة الإلكترونيات الدقيقة TL084.

تعمل وحدة التحكم في شحن بطارية طاحونة الهواء هذه على النحو التالي. يتم تصحيح التيار ثلاثي الطور المستلم من مولد الرياح بواسطة الثنائيات الكهربائية.

يتم إنشاء جهد ثابت عند خرج جسر الصمام الثنائي، والذي يتم إمداده بمدخل الدائرة من خلال جهات اتصال التتابع، وصمام ثنائي إضافي، وبطارية، ثم إلى المثبت الموجود داخل الدائرة (78L08) وإلى دخل التجمع TL084.

يتم تحديد اللحظة التي يتحول فيها الزناد إلى إحدى الحالات من خلال قيم المقاومات المتغيرة (Low V و High V) لعتبات الجهد السفلي والعلوي.

طالما أن هناك جهدًا كهربائيًا عند أطراف البطارية لا يتجاوز 14.2 فولت (يتوافق مع إعداد R High V)، فسيتم إجراء الشحن. بمجرد أن تتغير القيم للأعلى، يقوم مضخم التشغيل TL084 بتزويد إشارة إلى قاعدة الترانزستور، الذي يتحكم في المرحل.

منتج افعله بنفسك يعتمد على نظام التجميع الدقيق TL084. كل شيء بسيط للغاية، حتى بدلا من لوحة الدوائر المطبوعة عالية الجودة، تم اختيار لوحة للتركيب السطحي. التصميمات محلية الصنع تجعلنا دائمًا سعداء بلحظات كهذه.

يتم تنشيط المرحل، ويتم كسر دائرة الطاقة الخاصة بالدائرة وقصرها على مقاوم الصابورة. تتم إعادة ضبط الصابورة حتى يتم تفريغ البطارية، بالقرب من قيمة إعداد المقاوم المتغير Low V.

بمجرد الوصول إلى هذه القيمة، يقوم مضخم التشغيل الثاني TL084 بتحويل الدائرة إلى الحالة العكسية. هذه هي الطريقة التي تعمل بها وحدة التحكم.

البديل الالكتروني الصيني

يعد إنشاء وحدة تحكم في مولد الرياح بيديك أمرًا مرموقًا.ولكن نظرا لسرعة تطور التقنيات الإلكترونية، فإن معنى التجميع الذاتي غالبا ما يفقد أهميته. وبالإضافة إلى ذلك، فإن معظم المخططات المقترحة عفا عليها الزمن بالفعل.

اتضح أنه من الأرخص شراء منتج جاهز مصنوع بشكل احترافي وتركيب عالي الجودة باستخدام مكونات إلكترونية حديثة. على سبيل المثال، يمكنك شراء جهاز مناسب بتكلفة معقولة على Aliexpress.

نطاق العروض على الموقع الصيني مثير للإعجاب. تُباع وحدات التحكم لمولدات الرياح لمستويات الطاقة المختلفة بأسعار تبدأ من 1000 روبل. بناءً على هذا المبلغ، من حيث تجميع الجهاز بيديك، من الواضح أن اللعبة لا تستحق كل هذا العناء.

على سبيل المثال، من بين مقترحات البوابة الصينية هناك نموذج لطاحونة هوائية بقدرة 600 واط. الجهاز يكلف 1070 روبل. مناسب للاستخدام مع بطاريات 12/24 فولت، تيار تشغيل يصل إلى 30 أمبير.

وحدة تحكم شحن لائقة تمامًا صينية الصنع مصممة لمولد رياح بقدرة 600 واط. يمكن طلب مثل هذا الجهاز من الصين واستلامه عبر البريد خلال شهر ونصف تقريبًا

تم تجهيز وحدة التحكم عالية الجودة في جميع الأحوال الجوية بقياس 100 × 90 مم بمبرد تبريد قوي. يتوافق تصميم السكن مع فئة الحماية IP67. تتراوح درجة الحرارة الخارجية من – 35 إلى +75 درجة مئوية. يوجد على الهيكل إشارة ضوئية لأوضاع مولد الرياح.

السؤال هو ما الفائدة من قضاء الوقت والجهد في تجميع هيكل بسيط بيديك، إذا كانت هناك فرصة حقيقية لشراء شيء مماثل وجاد من الناحية الفنية؟

حسنًا، إذا لم يكن هذا النموذج كافيًا، فإن لدى الصينيين بعض الخيارات الرائعة حقًا. وهكذا، كان من بين الوافدين الجدد نموذج بقدرة 2 كيلوواط بجهد تشغيل يبلغ 96 فولت.

المنتج الصيني من قائمة الوافدين الجدد. يوفر التحكم في شحن البطارية، ويعمل جنبًا إلى جنب مع مولد طاقة الرياح بقدرة 2 كيلو وات. يقبل جهد الإدخال حتى 96 فولت

صحيح أن تكلفة وحدة التحكم هذه أغلى بخمس مرات من التطوير السابق. ولكن مرة أخرى، إذا قارنت تكاليف إنتاج شيء مماثل بيديك، فإن الشراء يبدو وكأنه قرار عقلاني.

الشيء الوحيد الذي يحيرنا بشأن المنتجات الصينية هو أنها تميل إلى التوقف فجأة عن العمل في الحالات غير المناسبة. لذلك، غالبا ما يتعين على الجهاز الذي تم شراؤه أن يؤتي ثماره - بشكل طبيعي، بيديه. لكن هذا أسهل وأبسط بكثير من إنشاء وحدة تحكم شحن مولد الرياح بنفسك من الصفر.

لمحبي المنتجات محلية الصنع، يحتوي موقعنا على سلسلة من المقالات المخصصة لصناعة مولدات الرياح:

1. مولد الرياح افعل ذلك بنفسك من مولد السيارة: تقنية تجميع توربينات الرياح وتحليل الأخطاء
2. كيفية بناء شفرات لمولد الرياح بيديك: أمثلة على شفرات توربينات الرياح محلية الصنع
3. افعل ذلك بنفسك مولد الرياح من الغسالة: تعليمات لتجميع طاحونة هوائية
4. كيفية حساب مولد الرياح: الصيغ + مثال عملي للحساب

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

أحيانًا تكون الرغبة في صنع معدات للاستخدام المنزلي بيديك أقوى من الحل الأبسط - وهو شراء جهاز غير مكلف. شاهد ماذا خرج من هذا في الفيديو:

عند تقييم آفاق تصنيع الإلكترونيات بمفردنا، بغض النظر عن الغرض منها، علينا أن نواجه فكرة أن عصر "صناعة محلية الصنع" يقترب من نهايته.

السوق مشبع بالأجهزة الإلكترونية الجاهزة والمكونات المعيارية لكل منتج منزلي تقريبًا.لم يتبق الآن أمام مهندسي الإلكترونيات الهواة سوى شيء واحد للقيام به - وهو تجميع أدوات بناء المنزل.

هل لديك ما تضيفه، أو لديك أي أسئلة حول تجميع واستخدام وحدات التحكم لمولد الرياح؟ يمكنك ترك التعليقات وطرح الأسئلة وإضافة صور لمنتجاتك محلية الصنع - نموذج الاتصال موجود في الجزء السفلي.