Kako narediti krmilnik za vetrni generator z lastnimi rokami: naprava, princip delovanja, montažni diagram

Mehanska zasnova vetrnega generatorja v svoji čisti obliki je le del celotne vetrne elektrarne. Popolnoma uporaben sistem ima poleg mehanske zgradbe tudi številne elektronske komponente.

Potreben je na primer krmilnik za vetrni generator - naprava, ki je funkcionalno zasnovana za stabilizacijo parametrov napolnjenosti baterije med delovanjem vetrne turbine.

Ugotovimo, katere funkcije opravlja naprava, in zagotovimo diagrame za samostojno sestavljanje krmilnika. Poleg tega bomo opisali značilnosti dela in smiselnost nakupa kitajske elektronske enote za vetrnico.

Vetrni generatorji in krmilniki polnjenja baterij

Če je mehansko vetrnico povsem mogoče izdelati sam, ali je mogoče sam izdelati krmilnik vetrnice?

Da bi imeli nekaj pojma o krmilnikih vetrnih generatorjev in uspešno reproducirali takšno opremo z lastnimi rokami, osnovne informacije o teh napravah ne bodo odveč.

Krmilnik, ki služi baterijam, je namenjen predvsem nadzoru procesa polnjenja baterij. To je njegova glavna funkcija, vendar jo je treba pogojno razdeliti na več podfunkcij.

Na primer, ena funkcija spremlja polnilni tok in tok samopraznjenja. Druga funkcionalnost izvaja dejanja, namenjena merjenju temperature in tlaka. Tretji je odgovoren za kompenzacijo razlike v pretokih energije, ko se baterija polni hkrati s trenutno porabo bremena.

Krmilnik polnjenja baterije za vetrni generator majhne moči. Nadzor nekaterih sistemskih parametrov se izvaja preko vgrajenega LCD zaslona

Industrijsko izdelane naprave so opremljene s polno funkcionalnostjo. Vendar tega ne moremo reči o amaterskih modelih. Naprave, izdelane na podlagi preprostih rešitev vezja doma z lastnimi rokami, so krmilniki, ki so daleč od popolnih modelov.

Kljub temu delujejo in vam omogočajo, da delujete precej produktivno različne vrste vetrnih generatorjev. Praviloma domače konstrukcije izvajajo samo eno funkcijo - zaščito pred prenapetostjo in globokim praznjenjem.

Ena od številnih različic krmilnikov za vetrne turbine, ki jih izdelate sami. Takšne zasnove odlikujejo preproste tehnične rešitve in enostavna namestitev.

Zakaj je uvedba krmilnika v sistem vetrne elektrarne nujna?

Ker je v načinu polnjenja baterije brez uporabe krmilnika pričakovati neprijetne posledice:

1. Degradacija strukture baterije zaradi nekontroliranih kemičnih procesov.
2. Nenadzorovano povečanje pritiska in temperaturo elektrolita.
3. Izguba lastnosti polnjenja baterije zaradi dolgotrajnega odvajanja.

Krmilnik polnjenja za vezje vetrne turbine je običajno izdelan v obliki ločenega elektronskega modula. Ta modul je odstranljiv in se hitro odklopi. Industrijsko izdelane naprave so nujno opremljene z indikacijo načinov in stanj - svetlobnih ali vizualno oddanih prek zaslona.

V praksi lahko uporabljamo dve vrsti naprav: tiste, ki so vgrajene neposredno v ohišje vetrnega generatorja, in tiste, ki so priključene na baterijo.

Rešitve vezij za montažo DIY

Za ves čas od pojava prvega domače vetrnice število rešitev krmilnih vezij se je večkrat povečalo. Številne zasnove vezij še zdaleč niso popolne, vendar je nekaj možnosti, na katere morate biti pozorni.

Za domačo uporabo so seveda pomembne preproste sheme, ki zahtevajo malo finančnih naložb, so učinkovite in zanesljive.

Na podlagi teh zahtev lahko začnete s krmilnikom za vetrni generator, ustvarjenim na osnovi avtomobilskih relejnih regulatorjev. Vezje uporablja tako releje z negativnim krmilnim kontaktom kot releje s pozitivnim krmilnim kontaktom.

Ta možnost privlači majhno število delov in preprosto namestitev. Potrebujete le en rele, en močnostni tranzistor (učinek polja), en upor.

Diagram krmilnika, ki ga je narisal določen elektronik z lastnimi rokami. Tukaj je vse preprosto in jasno brez nepotrebnih besed. Pravzaprav, kot v proizvodnosti same rešitve. Najmanj delov – največji prihranek (+)

Vezje se imenuje "balast", saj uporablja dodatno obremenitev v obliki navadne žarnice z žarilno nitko. Tako bo seznam delov dopolnjen s še enim elementom - svetilko.

Uporabljena je 12-voltna avtomobilska svetilka (ali več žarnic), odvisno od moči sistema. Namesto tega elementa je dovoljeno uporabiti tudi drugo vrsto obremenitve: močan upor, električni grelec, ventilator itd.

Delovanje vezja "balasta" z minusom

Delovanje avtomobilskega rele-regulatorja je neposredno povezano s stopnjo napolnjenosti akumulatorja. Če napetost na sponkah akumulatorja naraste nad 14,2 volta, se aktivira rele in odpre negativni krog močnostnega tranzistorja.

Po drugi strani se na tranzistorju odpre prehod, ki neposredno žarnico z žarilno nitko povezuje z baterijo. Zaradi tega se polnilni tok izprazni skozi žarilno nitko žarnice z žarilno nitko. Ko se napetost na sponkah akumulatorja zmanjša, je proces obraten. To zagotavlja vzdrževanje stabilne napetosti akumulatorja.

Kako deluje "balastno" vezje s plusom?

Nekoliko posodobljena različica regulatorja polnjenja "balasta" za vetrnico je drugo vezje na relejnem regulatorju s pozitivnim krmilnim kontaktom. Primerni so na primer releji iz avtomobilov VAZ.

Razlika od prejšnjega vezja je uporaba polprevodniškega releja, na primer GTH6048ZA2 za tok 60A namesto tranzistorja. Prednosti so očitne: vezje je videti še enostavnejše, hkrati pa ima večjo zanesljivost in učinkovitost.

Še ena preprosta rešitev vezja za sestavljanje krmilnika polnjenja baterije vetrnega generatorja. Učinkovitost in zanesljivost vezja se povečata zaradi uporabe polprevodniškega releja (+)

Posebnost te preproste rešitve je neposredna povezava s terminali baterija generatorja vetrne turbine. Vodniki krmilnika polnjenja so tudi "posajeni" neposredno na kontakte baterije.

Pravzaprav oba dela sheme med seboj nikakor nista povezana.Napetost iz vetrnega generatorja se nenehno napaja v baterijo. Ko napetost na sponkah baterije doseže 14,2 W, polprevodniški rele priključi breme za ponastavitev. Tako naprava ščiti baterijo pred prekomernim polnjenjem.

Tukaj lahko ne samo žarnica z žarilno nitko deluje kot balastna obremenitev. Možno je priključiti katero koli drugo napravo, zasnovano za tok do 60 A. Na primer, električni cevni grelec.

Pri tem vezju je pomembno tudi to, da je za delovanje polprevodniškega releja značilna gladko naraščajoča amplituda. V bistvu je učinek profesionalno izdelanega krmilnika PWM očiten.

Zapletena različica krmilnega vezja

Če prejšnja različica zasnove vezja za krmilnik polnjenja baterije spominja le na napravo PWM (impulzna širinska modulacija), je tukaj to načelo implementirano posebej.

To krmilno vezje za vetrnico s trifaznim generatorjem ima nekaj težav, saj vključuje uporabo mikrovezij - zlasti operacijskih ojačevalnikov na tranzistorjih z učinkom polja kot del sklopa TL084.

Vendar pa na vezju vse ne izgleda tako zapleteno kot na listu papirja.

Rešitev vezja za sestavljanje krmilnika z lastnimi rokami z uporabo mikrosklopa TL084. Načelo delovanja je zgrajeno tudi z uporabo releja za preklapljanje načinov, vendar je možno prilagoditi točke izklopa (+)

Tako kot v prejšnjih rešitvah se kot preklopni element za balastno obremenitev uporablja rele. Rele je zasnovan za delovanje z 12-voltno baterijo, po želji pa lahko izberete 24-vatni model.

Balastni upor je izdelan v obliki močnega upora (navijanje na nichrome keramiki).Za prilagoditev območja delovne napetosti (11,5-18 W) vezje uporablja spremenljive upore, vključene v krmilno vezje mikroelektronskega sklopa TL084.

Ta krmilnik polnjenja baterije vetrnice deluje na naslednji način. Trifazni tok, prejet iz vetrnega generatorja, se popravi z močnostnimi diodami.

Na izhodu diodnega mostu se ustvari konstantna napetost, ki se napaja na vhod vezja preko relejnih kontaktov, dodatne diode, baterije in nato na stabilizator v vezju (78L08) in na vhod TL084 sklop.

Trenutek, ko sprožilec preklopi v eno od stanj, je določen z vrednostmi spremenljivih uporov (Low V in High V) spodnjega in zgornjega napetostnega praga.

Polnjenje se izvaja, dokler napetost na sponkah akumulatorja ne presega 14,2 volta (v skladu z nastavitvijo R High V). Takoj, ko se vrednosti spremenijo navzgor, operacijski ojačevalnik TL084 dovaja signal na osnovo tranzistorja, ki krmili rele.

Izdelek naredi sam, ki temelji na shemi mikrosklopa TL084. Vse je izjemno preprosto, tudi namesto kakovostnega tiskanega vezja je bila izbrana plošča za površinsko montažo. Doma narejeni dizajni nas vedno razveselijo ob takih trenutkih.

Rele je aktiviran, napajalni tokokrog vezja je prekinjen in v kratkem stiku z balastnim uporom. Ponastavitev balasta se izvaja, dokler se baterija ne izprazni, blizu vrednosti nastavitve nizkega V spremenljivega upora.

Ko je ta vrednost dosežena, drugi operacijski ojačevalnik TL084 preklopi vezje v obratno stanje. Tako deluje krmilnik.

Kitajska elektronska alternativa

Izdelava krmilnika vetrnega generatorja z lastnimi rokami je prestižna zadeva.Toda glede na hitrost razvoja elektronskih tehnologij pomen samosestavljanja pogosto izgubi pomen. Poleg tega je večina predlaganih shem že zastarela.

Izkazalo se je, da je ceneje kupiti že pripravljen izdelek, izdelan profesionalno, s kakovostno montažo, z uporabo sodobnih elektronskih komponent. Na primer, na Aliexpressu lahko kupite ustrezno napravo po razumni ceni.

Paleta ponudb na kitajski spletni strani je impresivna. Krmilniki za vetrne generatorje za različne stopnje moči se prodajajo po cenah od 1000 rubljev. Glede na to količino, v smislu sestavljanja naprave z lastnimi rokami, igra očitno ni vredna sveče.

Na primer, med predlogi kitajskega portala je model za 600-vatno vetrnico. Naprava stane 1070 rubljev. Primeren za uporabo z 12/24 voltnimi baterijami, delovni tok do 30 A.

Precej spodoben krmilnik polnjenja kitajske proizvodnje, zasnovan za 600-vatni vetrni generator. Takšno napravo je mogoče naročiti iz Kitajske in jo po pošti dobiti v približno mesecu in pol

Kakovostno ohišje regulatorja za vse vremenske razmere dimenzij 100x90 mm je opremljeno z zmogljivim hladilnim radiatorjem. Zasnova ohišja ustreza razredu zaščite IP67. Zunanje temperaturno območje od –35 do +75ºС. Na ohišju je svetlobna indikacija načinov stanja vetrnega generatorja.

Vprašanje je, kakšen smisel ima porabiti čas in trud za sestavljanje preproste strukture z lastnimi rokami, če obstaja resnična priložnost za nakup nekaj podobnega in tehnično resnega?

No, če ta model ni dovolj, imajo Kitajci nekaj res kul možnosti. Tako je bil med novostmi model 2 kW z delovno napetostjo 96 voltov.

Kitajski izdelek s seznama novih prihodov. Zagotavlja nadzor napolnjenosti baterije, ki deluje v povezavi z 2 kW vetrnim generatorjem. Sprejema vhodno napetost do 96 voltov

Res je, da so stroški tega krmilnika že petkrat dražji od prejšnjega razvoja. Toda spet, če primerjate stroške izdelave nečesa podobnega z lastnimi rokami, je nakup videti kot racionalna odločitev.

Edina stvar, ki nas pri kitajskih izdelkih zmede, je, da v najbolj neprimernih primerih nenadoma prenehajo delovati. Zato je treba kupljeno napravo pogosto uresničiti - seveda z lastnimi rokami. Toda to je veliko lažje in preprostejše kot izdelava regulatorja polnjenja vetrnega generatorja iz nič.

Za ljubitelje domačih izdelkov ima naša spletna stran vrsto člankov o izdelavi vetrnih generatorjev:

1. Vetrni generator naredite sami iz avtomobilskega generatorja: tehnologija montaže vetrnih turbin in analiza napak
2. Kako zgraditi lopatice za vetrni generator z lastnimi rokami: primeri lastno izdelanih lopatic vetrnih turbin
3. Naredi sam vetrni generator iz pralnega stroja: navodila za sestavljanje vetrnice
4. Kako izračunati vetrni generator: formule + praktični primer izračuna

Zaključki in uporaben video na to temo

Želja po izdelavi opreme za domačo uporabo z lastnimi rokami je včasih močnejša od enostavnejše rešitve - nakupa poceni naprave. Kaj je iz tega nastalo, si oglejte v videu:

Če ocenjujemo možnosti lastne proizvodnje elektronike, ne glede na njen namen, se moramo soočiti z idejo, da se doba "domače" končuje.

Trg je prenasičen z že pripravljenimi elektronskimi napravami in modularnimi komponentami za skoraj vsak gospodinjski izdelek.Ljubiteljski inženirji elektronike imajo zdaj le še eno stvar - sestaviti komplete za gradnjo doma.

Ali imate kaj za dodati ali imate kakršna koli vprašanja o sestavljanju in uporabi krmilnikov za vetrni generator? Lahko pustite komentarje, postavljate vprašanja in dodate fotografije svojih domačih izdelkov - kontaktni obrazec je v spodnjem bloku.