Post objašnjava jednostavan elektronički sklop regulatora ili regulatora koji automatski regulira i kontrolira brzinu rotacije hidroelektričnog generatorskog sustava dodavanjem ili oduzimanjem niza lažnih tereta. Postupak osigurava stabilizirani izlaz napona i frekvencije za korisnika. Ideju je zatražio gospodin Aponso

Tehničke specifikacije:

Hvala na odgovoru i dva sam tjedna bio izvan zemlje. Hvala na informacijama i timer krug sada radi vrlo dobro.
Slučaj II, trebam elektronički kontroler opterećenja (ELC) Moja hidroelektrana ima jednofaznu 220V i 50Hz snage 5 kw i trebam kontrolirati višak snage pomoću ELC-a. Molimo dajte pouzdani sklop za moj zahtjev
Opet

Dizajn

Ako ste jedan od onih sretnika koji imaju potok, riječni potok ili čak aktivan mali vodostaj koji pada blizu vašeg dvorišta, vrlo dobro možete razmišljati o tome da ga pretvorite u besplatnu električnu energiju jednostavnim instaliranjem mini hidrogeneratora na putu do protok vode i pristup besplatnoj električnoj energiji za čitav život.

Međutim, glavni problem takvih sustava je brzina generatora koja izravno utječe na njegove specifikacije napona i frekvencije.

Ovdje brzina rotacije generatora ovisi o dva čimbenika, snazi protoka vode i opterećenju povezanom s generatorom. Ako se bilo što od toga promijeni, promijeni se i brzina generatora što uzrokuje ekvivalentno smanjenje ili povećanje njegovog izlaznog napona i frekvencije.

Kao što svi znamo da za mnoge uređaje kao što su hladnjaci, klima uređaji, motori, bušilice itd. Napon i frekvencija mogu biti presudni i mogu biti izravno povezani s njihovom učinkovitošću, pa bilo koju promjenu ovih parametara ne možemo shvatiti neozbiljno.

Da bi se riješila gornja situacija, tako da se napon i frekvencija održavaju u prihvatljivim granicama, u svim hidroenergetskim sustavima obično se koristi ELC ili elektronički regulator opterećenja.

Budući da upravljanje protokom vode ne može biti izvediva opcija, kontrolirano opterećenje na izračunati način postaje jedini izlaz za gore raspravljeno pitanje.

Ovo je zapravo prilično jednostavno, sve je u tome što se koristi krug koji nadgleda napon generatora i uključuje ili isključuje nekoliko lažnih opterećenja koja zauzvrat kontroliraju i kompenziraju povećanje ili smanjenje brzine generatora.

U nastavku se razmatraju dva jednostavna kruga elektroničkog regulatora opterećenja (ELC) (koji sam sam dizajnirao), a koji se mogu lako izgraditi kod kuće i koristiti za predloženu regulaciju bilo koje mini hidroelektrane. Naučimo njihove operacije sa sljedećim točkama:

ELC krug pomoću IC LM3915

Prvi sklop koji koristi nekoliko kaskadnih IC-ova LM3914 ili LM3915 u osnovi je konfiguriran kao upravljački krug 20-stepenog pokretačkog sklopa.

Varirajući ulaz od 0 do 2,5 V istosmjernog napona na pinu 5 daje ekvivalentan sekvencijalni odgovor na 20 izlaza dva IC-a, počevši od LED # 1 do LED # 20, što znači da na 0,125 V svijetli prva LED. dok dok ulaz doseže 2,5 V, svijetli 20. LED dioda (sve LED diode svijetle).

Sve između toga rezultira prebacivanjem odgovarajućih srednjih LED izlaza.

Pretpostavimo da je generator sa specifikacijama 220V / 50Hz, znači da bi smanjenje njegove brzine rezultiralo smanjenjem određenog napona kao i frekvencije, i obrnuto.

U predloženom prvom ELC krugu smanjujemo 220 V na potrebnu istosmjernu istosmjernu struju putem mreže otpornika i napojnog kontakta br. 5 IC-a, tako da prvih 10 LED-a (LED # 1 i ostatak plavih točaka) samo svijetle.

Sada su ovi LED izlazi (od LED # 2 do LED # 20) također priključeni s pojedinačnim lažnim opterećenjima putem pojedinačnih MOSFET pokretačkih programa, uz domaće opterećenje.

Domaća korisna opterećenja povezana su preko releja na LED # 1 izlazu.

U gore navedenom stanju osigurava da na 220 V, dok su sva domaća opterećenja u upotrebi, 9 dodatnih lažnih opterećenja također svijetli i nadoknađuje kako bi proizvelo potrebnih 220 V na 50 Hz.

Sada pretpostavimo da brzina generatora teži porastu iznad oznake 220V, to bi utjecalo na pin # 5 IC-a koji bi u skladu s tim prebacio LED diode označene crvenim točkama (od LED # 11 i više).

Kako su ove LED diode UKLJUČENE, odgovarajuća lažna opterećenja dodaju se kvaru, čime se stisne brzina generatora tako da se vrati u svoje normalne specifikacije, jer se to događa, lažna opterećenja se ponovno isključuju u stražnjem slijedu, to se nastavlja samopodešavajući se tako da brzina motora nikada ne prelazi uobičajene vrijednosti.

Dalje, pretpostavimo da se brzina motora smanjuje zbog manje snage protoka vode, LED-ovi označeni plavom bojom započinju se uzastopno gasiti (počevši od LED-a # 10 pa naniže), to smanjuje lažna opterećenja i zauzvrat oslobađa motor od prekomjernog opterećenja čime se obnavlja njegove brzine prema izvornoj točki, u procesu se opterećenja obično uključuju / isključuju uzastopno kako bi se održala točna preporučena brzina motora generatora.

Lažna opterećenja mogu se odabrati prema korisničkim željama i uvjetnim specifikacijama. Povećanje od 200 W na svakom LED izlazu vjerojatno bi bilo najpovoljnije.

Lažni tereti moraju biti otporne prirode, kao što su žarulje sa žarnom niti od 200 vati ili zavojnice grijača.

Kružni dijagram

ELC krug koji koristi PWM

Druga je opcija prilično zanimljiva i još jednostavnija. Kao što se može vidjeti na datom dijagramu, nekoliko od 555 IC koristi se kao PWM generator koji mijenja svoj omjer oznake / prostora kao odgovor na odgovarajuću promjenjivu razinu napona napajanog na pinu br. 5 IC2.

“što je push pull pojačalo ”

Dobro izračunato lažno opterećenje visoke snage pričvršćeno je s jedinstvenim stupnjem MOSFET regulatora na zatiču # 3 IC # 2.

Kao što je raspravljeno u gornjem odjeljku, i ovdje se na pin # 5 IC2 primjenjuje niži uzorak istosmjernog napona koji odgovara 220V tako da se osvjetljenja lažnih opterećenja prilagođavaju domaćim opterećenjima kako bi se izlaz generatora zadržao unutar raspona 220V.

Sada pretpostavimo da bi brzina rotacije generatora pomicala prema višoj strani, stvorila ekvivalentan porast potencijala na zatiču br. 5 IC2, što bi zauzvrat dovelo do većeg omjera oznaka prema MOSFET-u, omogućujući mu da vodi više struje prema opterećenju .

S povećanjem struje opterećenja, motor bi se teže okretao, vraćajući se natrag na prvobitnu brzinu.

Upravo se suprotno događa kada brzina skrene prema nižim razinama, kada se lažni teret oslabi kako bi se brzina motora povećala na njegove normalne specifikacije.

Stalno se 'natezanje konopa' nastavlja tako da se brzina motora nikada ne odmiče previše od potrebnih specifikacija.

Gore navedeni ELC krugovi mogu se koristiti sa svim vrstama mikrohidro sustava, sustavima vodenica, kao i sustavima vjetrenjača.

Sada da vidimo kako možemo upotrijebiti sličan ELC krug za regulaciju brzine i frekvencije jedinice vjetrenjače. Ideju je zatražio gospodin Nilesh Patil.

Tehničke specifikacije

Veliki sam ljubitelj vaših elektroničkih sklopova i hobija koji ih stvaraju. Uglavnom sam iz ruralnog područja u kojem se 15 sati isključuje struja s kojim se susrećemo svake godine

Čak i ako se odlučim za kupnju pretvarača koji se također ne puni zbog nestanka struje.

Napravio sam generator vjetrenjača (po vrlo povoljnim troškovima) koji će podržavati punjenje baterije od 12 v.

Za isti onaj koji želim kupiti kontroler napunjenih turbina za vjetrenjače koji je preskup.

Tako planiramo stvoriti vlastiti ako imamo odgovarajući dizajn od vas

Kapacitet generatora: 0 - 230 V AC

ulaz 0 - 230 v AC (Varira ovisno o brzini vjetra)

izlaz: 12 V DC (dovoljna pojačana struja).

Preopterećenje / pražnjenje / lažno rukovanje teretom

Možete li mi predložiti ili pomoći da ga razvijem i potrebne komponente i PCB od vas

I svibanj zahtijevaju mnogi isti sklop jednom uspjeti.

Dizajn

Gore traženi dizajn može se implementirati jednostavnim korištenjem silaznog transformatora i regulatora LM338, kao što je već spomenuto u mnogim mojim objavama ranije.

Dolje objašnjeni dizajn sklopa nije relevantan za gornji zahtjev, već se bavi mnogo složenim problemom u situacijama kada se generator vjetrenjača koristi za rad izmjeničnih opterećenja dodijeljenih mrežnim specifikacijama frekvencije 50Hz ili 60Hz.

Kako radi ELC

Elektronički kontroler opterećenja je uređaj koji oslobađa ili guši brzinu pripadajućeg motora generatora električne energije podešavanjem prebacivanja skupine lažnih ili odlaganih tereta povezanih paralelno sa stvarnim korisnim opterećenjima.

Gore navedeni postupci postaju neophodni jer se dotični generator može pokretati nepravilnim, promjenjivim izvorom, poput tekuće vode iz potoka, rijeke, vodopada ili vjetra.

Budući da se gornje sile mogu značajno razlikovati ovisno o pridruženim parametrima koji reguliraju njihove veličine, generator također može biti prisiljen povećavati ili smanjivati brzinu u skladu s tim.

Povećanje brzine značilo bi porast napona i frekvencije koji bi zauzvrat mogli biti izloženi povezanim opterećenjima, uzrokujući neželjene učinke i oštećenja opterećenja.

Dodavanje deponija tereta

Dodavanjem ili oduzimanjem vanjskih opterećenja (dump opterećenja) preko generatora, njegova se brzina može učinkovito suprotstaviti energiji prisilnog izvora tako da se brzina generatora održava približno na zadanim razinama frekvencije i napona.

Već sam raspravljao o jednostavnom i učinkovitom krugu elektroničkog regulatora opterećenja u jednom od svojih prethodnih postova, sadašnja ideja nadahnuta je iz njega i prilično je slična tom dizajnu.

Donja slika prikazuje kako se predloženi ELC može konfigurirati.

Srce sklopa je IC LM3915 koji je u osnovi točkasti / trakasti LED upravljački program koji se koristi za prikazivanje varijacija napajanog analognog ulaznog napona kroz sekvencijalna LED osvjetljenja.

Gornja funkcija IC ovdje je iskorištena za provedbu ELC funkcija.

Generator 220V se prvo silazi na 12V DC kroz silazni transformator i koristi se za napajanje elektroničkog kruga koji se sastoji od IC LM3915 i pridružene mreže.

Ovaj ispravljeni napon također se dovodi na pin # 5 IC koji je osjetni ulaz IC.

Stvaranje proporcionalnih napona osjetnika

Ako pretpostavimo da je 12V iz transformatora proporcionalno sa 240V iz generatora, podrazumijeva se da bi porast napona generatora na 250V povećao 12V od transformatora proporcionalno na:

12 / x = 240/250

x = 12,5V

Slično tome, ako napon generatora padne na 220V, proporcionalno bi napon transformatora pao na:

12 / x = 240/220
x = 11V

i tako dalje.

Gornji izračuni jasno pokazuju da su RPM, frekvencija i napon generatora izuzetno linearni i međusobno proporcionalni.

U predloženom donjem dizajnu sklopa elektroničkog regulatora opterećenja, ispravljeni napon koji se dovodi na pin br. 5 IC-a podešava se tako da su sa svim korisnim opterećenjima UKLJUČENA samo tri lažna opterećenja: žarulja # 1, žarulja # 2 i žarulja # 3 dopušteno da ostane UKLJUČENO.

Ovo postaje razumno kontrolirana postavka za regulator opterećenja, naravno, raspon varijacija prilagodbe može se postaviti i prilagoditi različitim veličinama, ovisno o željama korisnika i specifikacijama.

To se može učiniti nasumičnim podešavanjem zadane postavke na pinu br. 5 IC-a ili korištenjem različitih skupova opterećenja na 10 izlaza IC-a.

Postavljanje ELC-a

Sad uz gore spomenutu postavku, pretpostavimo da generator radi na 240V / 50Hz s uključenim prvim trima žaruljama u IC sekvenci, kao i svim vanjskim korisnim opterećenjima (uređajima).

U ovoj situaciji, ako se nekoliko uređaja isključi, rasteretit će generator od određenog opterećenja što će rezultirati povećanjem njegove brzine, međutim povećanje brzine također će stvoriti proporcionalni porast napona na pinu 5 IC.

To će navesti IC da uključi svoje naredne pinoute redoslijedom, tako da uključivanje može biti lampica # 4,5,6 i tako sve dok se brzina generatora ne ugasi kako bi se održala željena dodijeljena brzina i frekvencija.

Suprotno tome, pretpostavimo da bi, ako bi brzina generatora imala tendenciju sjetve zbog pogoršanja uvjeta energije izvora, IC-a natjerati da isključi žarulju # 1,2,3 jednu po jednu ili nekoliko njih kako bi spriječio pad napona ispod postavljenog , ispravne specifikacije.

Lažna opterećenja završavaju se uzastopno preko PNP stupnjeva tranzistorskih stupnjeva i sljedećih NPN stupnjeva tranzistora snage.

Svi PNP tranzistori su 2N2907, dok su NPN TIP152, koji se mogu zamijeniti N-MOSFET-ima poput IRF840.

Budući da gore spomenuti uređaji rade samo s istosmjernom strujom, izlaz generatora prikladno se pretvara u istosmjerni preko diodnog mosta od 10amp za potrebno prebacivanje.

Svjetiljke mogu biti snage od 200 vata, snage od 500 vata ili po želji korisnika, kao i specifikacije generatora.

Kružni dijagram

Do sada smo naučili učinkoviti krug elektroničkog regulatora opterećenja pomoću koncepta sekvencijalnog višestrukog lažnog prekidača opterećenja, ovdje raspravljamo o mnogo jednostavnijem dizajnu istog pomoću koncepta trijamskih dimera i s jednim opterećenjem.

Što je prekidač za zatamnjenje

Sklop prekidača s prigušivačem je nešto što nam je svima poznato i možemo ih vidjeti instalirane u našim domovima, uredima, trgovinama, trgovačkim centrima itd.

Prekidač za prigušivanje svjetla je mrežni elektronički uređaj koji se može koristiti za kontrolu priključenog tereta kao što su svjetla i ventilatori, jednostavno mijenjanjem pripadajućeg promjenjivog otpora koji se naziva lonac.

Upravljanje u osnovi vrši triac koji je prisiljen prebaciti se s induciranom frekvencijom vremenskog zastoja tako da ostaje UKLJUČEN samo tijekom djelića poluciklusa izmjeničnog napona.

Ovo kašnjenje prebacivanja proporcionalno je prilagođenom otporu lonca i mijenja se kako se otpor lonca mijenja.

Stoga, ako je otpor posude smanjen, trijaku se omogućuje provođenje kroz duži vremenski interval kroz fazne cikluse, što omogućava propuštanje više struje kroz teret, a to zauzvrat omogućuje aktiviranje tereta s više snage.

Suprotno tome, ako se otpor posude smanji, trijak se ograničava na proporcionalno provođenje za mnogo manji dio faznog ciklusa, čineći opterećenje slabijim njegovim aktiviranjem.

U predloženom krugu elektroničkog regulatora opterećenja primjenjuje se isti koncept, međutim ovdje se lonac zamjenjuje opto spojnicom izrađenom skrivanjem LED / LDR sklopa unutar nepropusnog nepropusnog kućišta.

Korištenje prekidača zatamnjivača kao ELC

Koncept je zapravo prilično jednostavan:

LED diodu unutar optoa pokreće proporcionalno ispušteni napon izveden iz izlaza generatora, što znači da svjetlina LED diode sada ovisi o varijacijama napona generatora.

Otpor koji je odgovoran za utjecaj na provođenje trijaka zamjenjuje se LDR-om unutar opto-sklopa, što znači da razina svjetline LED-a sada postaje odgovorna za podešavanje razina vodljivosti triaka.

U početku se krug ELC primjenjuje s naponom od generatora koji radi 20% većom brzinom od njegove točno određene brzine.

Razumno izračunato lažno opterećenje pričvršćeno je u seriji s ELC-om, a P1 je podešen tako da lažno opterećenje lagano osvjetljava i podešava brzinu i frekvenciju generatora na ispravnu razinu prema potrebnim specifikacijama.

To se izvodi sa svim vanjskim uređajima u položaju ON, koji mogu biti povezani s snagom generatora.

Gornja implementacija postavlja kontroler optimalno za rješavanje svih neslaganja nastalih u brzini generatora.

Pretpostavimo sada, ako se nekoliko uređaja isključi, to bi stvorilo nizak pritisak na generator prisiljavajući ga da se brže okreće i generira više električne energije.

Međutim, to bi također prisililo LED da unutar optoa poraste proporcionalno svjetlijim, što bi zauzvrat smanjilo otpor LDR-a, prisiljavajući na taj način triak da vodi više i proporcionalno ispušta višak napona kroz lažno opterećenje.

Lažno opterećenje koje je očito žarulja sa žarnom niti može se vidjeti kako svijetli relativno jače u ovoj situaciji, isušujući dodatnu snagu koju generira generator i vraćajući brzinu generatora na njegov izvorni broj okretaja u minuti.