Hvordan lage en kontroller for en vindgenerator med egne hender: enhet, operasjonsprinsipp, monteringsdiagram

Den mekaniske utformingen av en vindgenerator i sin rene form er bare en del av et komplett vindkraftverk. Et fullt brukbart system har i tillegg til den mekaniske strukturen også en rekke elektroniske komponenter.

For eksempel kreves en kontroller for en vindgenerator - en enhet som er funksjonelt designet for å stabilisere batteriladingsparametrene under driften av vindturbinen.

La oss finne ut hvilke funksjoner enheten utfører og gi diagrammer for å montere kontrolleren selv. I tillegg vil vi skissere funksjonene til arbeidet og tilrådeligheten av å kjøpe en kinesisk elektronisk enhet for en vindmølle.

Vindgeneratorer og batteriladekontrollere

Hvis det er fullt mulig å lage en mekanisk vindmølle selv, er det mulig å lage en vindmøllekontroller selv?

For å ha en ide om vindgeneratorkontrollere og vellykket reprodusere slikt utstyr med egne hender, vil grunnleggende informasjon om disse enhetene ikke være overflødig.

Kontrolleren som betjener batterier er først og fremst designet for å kontrollere batteriladeprosessen. Dette er hovedfunksjonen, men den bør betinget deles inn i en rekke underfunksjoner.

For eksempel overvåker en funksjonalitet ladestrømmen og selvutladningsstrømmen. En annen funksjonalitet implementerer handlinger rettet mot å måle temperatur og trykk. Den tredje er ansvarlig for å kompensere for forskjellen i energistrømmer når batteriet lades samtidig med strømforbruket av lasten.

Batteriladekontroller for en laveffekts vindgenerator. Kontroll av enkelte systemparametere utføres gjennom en innebygd LCD-skjerm

Industrielt produserte enheter er utstyrt med full funksjonalitet. Men det samme kan ikke sies om amatørdesign. Enheter laget på grunnlag av enkle kretsløsninger hjemme med egne hender er kontrollere som er langt fra perfekte modeller.

Likevel fungerer de og lar deg operere ganske produktivt forskjellige typer vindgeneratorer. Som regel implementerer hjemmelagde design bare én funksjon - beskyttelse mot overspenning og dyp utladning.

En av mange varianter av kontrollere for vindturbiner, laget av deg selv. Slike design utmerker seg ved enkle tekniske løsninger og enkel installasjon.

Hvorfor er introduksjonen av en kontroller i et vindturbinsystem et must?

Fordi i modusen for energipåfylling av batteriet uten å bruke en kontroller, bør det forventes ubehagelige konsekvenser:

1. Nedbrytning av batteristrukturen på grunn av ukontrollerte kjemiske prosesser.
2. Ukontrollert trykkøkning og elektrolytttemperatur.
3. Tap av batteriladeegenskaper på grunn av den langvarige utslippet som finner sted.

Laderegulatoren for en vindturbinkrets er vanligvis laget i form av en separat elektronisk modul. Denne modulen er flyttbar og kobles raskt fra. Industrielt produserte enheter er nødvendigvis utstyrt med en indikasjon på moduser og tilstander - lys eller visuelt overført gjennom en skjerm.

I praksis kan to typer enheter brukes: de som er bygget direkte inn i vindgeneratorhuset og de som er koblet til batteriet.

Kretsløsninger for DIY-montering

For hele tiden siden den første dukket opp hjemmelagde vindmøller antall kontrollerkretsløsninger har økt mange ganger. Mange av kretsdesignene er langt fra perfekte, men det er noen alternativer du bør være oppmerksom på.

For innenlandsbruk er selvfølgelig enkle ordninger som krever lite økonomiske investeringer, er effektive og pålitelige relevante.

Basert på disse kravene kan du starte med en kontroller for en vindgenerator, laget på grunnlag av bilreléregulatorer. Kretsen bruker både releer med negativ kontrollkontakt og releer med positiv kontrollkontakt.

Dette alternativet tiltrekker seg med et lite antall deler og enkel installasjon. Du trenger bare ett relé, en krafttransistor (felteffekt), en motstand.

Et kontrollerdiagram tegnet av en viss elektronikkingeniør med egne hender. Alt her er enkelt og oversiktlig uten unødvendige ord. Faktisk, som i produksjonsevnen til selve løsningen. Minimum deler – maksimale besparelser (+)

Kretsen kalles "ballast", siden den bruker en ekstra belastning i form av en vanlig glødepære. Dermed vil listen over deler fylles opp med ett element til - en lampe.

En 12-volts billampe (eller flere lamper) brukes, avhengig av kraften til systemet. Det er også tillatt å bruke en annen type belastningsmotstand i stedet for dette elementet: en kraftig motstand, en elektrisk varmeovn, en vifte, etc.

Drift av "ballast"-kretsen med minus

Handlingen til en bilreléregulator er direkte relatert til ladenivået til batteriet. Hvis spenningen på batteriterminalene stiger over 14,2 volt, aktiveres reléet og åpner den negative kretsen til krafttransistoren.

I sin tur åpnes en overgang på transistoren, som kobler den direkte glødelampen til batteriet. Som et resultat blir ladestrømmen utladet gjennom glødelampens glødetråd. Når spenningen ved batteripolene synker, reverseres prosessen. Dette sikrer at et stabilt batterispenningsnivå opprettholdes.

Hvordan fungerer en "ballast"-krets med pluss?

En litt modernisert versjon av "ballast" ladekontrolleren for en vindmølle er den andre kretsen på en reléregulator med en positiv kontrollkontakt. For eksempel er releer fra VAZ-biler egnet.

Forskjellen fra den forrige kretsen er bruken av et solid-state relé, for eksempel GTH6048ZA2 for en strøm på 60A i stedet for en transistor. Fordelene er åpenbare: kretsen ser enda enklere ut og har samtidig større pålitelighet og effektivitet.

En annen enkel kretsdesignløsning for å sette sammen en batteriladekontroller for vindgenerator. Effektiviteten og påliteligheten til kretsen økes på grunn av bruken av et solid-state relé (+)

Det særegne ved denne enkle løsningen er den direkte tilkobling til terminaler vindmølle generator batteri. Lederne til laderegulatoren er også "plantet" direkte på batterikontaktene.

Faktisk er begge disse delene av ordningen på ingen måte forbundet med hverandre.Spenning fra vindgeneratoren tilføres batteriet konstant. Når spenningen ved batteripolene når 14,2 W, kobler solid state-reléet belastningen for å tilbakestille. På denne måten er batteriet beskyttet av enheten mot overlading.

Her kan ikke bare en glødelampe fungere som en ballastlast. Det er fullt mulig å koble til en hvilken som helst annen enhet designet for en strøm på opptil 60 A. For eksempel en elektrisk rørvarmer.

Det som også er viktig i denne kretsen er at virkningen av solid-state-reléet er preget av en jevnt økende amplitude. I hovedsak er effekten av en profesjonelt produsert PWM-kontroller tydelig.

En komplisert versjon av kontrollerkretsen

Hvis den forrige versjonen av kretsdesignet til batteriladekontrolleren bare ligner en PWM-enhet (pulsbreddemodulasjon), implementeres dette prinsippet spesifikt.

Denne kontrollerkretsen for en vindmølle med en trefasegenerator har noen vanskeligheter, siden den involverer bruk av mikrokretser - spesielt operasjonsforsterkere på felteffekttransistorer som en del av TL084-enheten.

Men på kretskortet ser ikke alt så komplisert ut som på et stykke papir.

Kretsløsning for å sette sammen en kontroller med egne hender, ved hjelp av TL084 mikromontering. Driftsprinsippet er også bygget ved hjelp av et relé for å bytte modus, men det er mulig å justere avskjæringspunktene (+)

Akkurat som i tidligere løsninger brukes et relé som koblingselement for ballastlasten. Reléet er designet for å fungere med et 12-volts batteri, men om ønskelig kan du velge en 24-watts modell.

Ballastmotstanden er laget i form av en kraftig motstand (vikling på nikrom keramikk).For å justere driftsspenningsområdet (11,5-18 W), bruker kretsen variable motstander inkludert i kontrollkretsen til den mikroelektroniske TL084-enheten.

Denne vindmøllebatteriladekontrolleren fungerer som følger. Trefasestrømmen mottatt fra vindgeneratoren blir rettet opp av strømdioder.

En konstant spenning genereres ved utgangen av diodebroen, som leveres til inngangen til kretsen gjennom relékontakter, en ekstra diode, et batteri, og deretter til in-kretsstabilisatoren (78L08) og til inngangen til TL084 montering.

Øyeblikket utløseren bytter til en av tilstandene bestemmes av verdiene til de variable motstandene (Lav V og Høy V) for de nedre og øvre spenningsterskler.

Så lenge det er en spenning ved batteripolene som ikke overstiger 14,2 volt (oppfyller R High V-innstillingen), utføres lading. Så snart verdiene endres oppover, leverer operasjonsforsterkeren TL084 et signal til basen av transistoren, som styrer reléet.

Et gjør-det-selv-produkt basert på mikromonteringsskjemaet TL084. Alt er ekstremt enkelt, selv i stedet for et trykt kretskort av høy kvalitet, ble et kort for overflatemontering valgt. Hjemmelaget design gjør oss alltid glade med øyeblikk som disse.

Reléet er aktivert, strømkretsen til kretsen er brutt og kortsluttet til ballastmotstanden. Ballasttilbakestillingen skjer til batteriet er utladet, nær innstillingsverdien for lav V variabel motstand.

Når denne verdien er nådd, bytter den andre operasjonsforsterkeren TL084 kretsen til omvendt tilstand. Slik fungerer kontrolleren.

Kinesisk elektronisk alternativ

Å lage en vindgeneratorkontroller med egne hender er en prestisjefylt sak.Men gitt hastigheten på utviklingen av elektroniske teknologier, mister betydningen av selvmontering ofte sin relevans. I tillegg er de fleste av de foreslåtte ordningene allerede foreldet.

Det viser seg billigere å kjøpe et ferdig produkt, laget profesjonelt, med høykvalitets installasjon, ved hjelp av moderne elektroniske komponenter. For eksempel kan du kjøpe en passende enhet til en rimelig pris på Aliexpress.

Utvalget av tilbud på den kinesiske nettsiden er imponerende. Kontrollere for vindgeneratorer for forskjellige effektnivåer selges til priser fra 1000 rubler. Basert på dette beløpet, når det gjelder å montere enheten med egne hender, er spillet tydeligvis ikke verdt stearinlyset.

For eksempel, blant forslagene til den kinesiske portalen er det en modell for en 600-watts vindmølle. Enheten koster 1070 rubler. Egnet for bruk med 12/24 volt batterier, driftsstrøm opp til 30 A.

En ganske grei, kinesisk-laget ladekontroller designet for en 600-watts vindgenerator. En slik enhet kan bestilles fra Kina og mottas via post om omtrent en og en halv måned

Et allværskontrollhus av høy kvalitet som måler 100x90 mm er utstyrt med en kraftig kjøleradiator. Husets design samsvarer med beskyttelsesklasse IP67. Eksternt temperaturområde fra –35 til +75ºС. På huset er det en lysindikasjon på vindgeneratorens tilstandsmodus.

Spørsmålet er, hva er vitsen med å bruke tid og krefter på å sette sammen en enkel struktur med egne hender, hvis det er en reell mulighet til å kjøpe noe lignende og teknisk seriøst?

Vel, hvis denne modellen ikke er nok, har kineserne noen virkelig kule alternativer. Blant de nyankomne var det altså en 2 kW-modell med en driftsspenning på 96 volt.

Kinesisk produkt fra den nye ankomstlisten. Gir batteriladingskontroll, fungerer sammen med en 2 kW vindgenerator. Aksepterer inngangsspenning opp til 96 volt

Riktignok er kostnaden for denne kontrolleren allerede fem ganger dyrere enn den forrige utviklingen. Men igjen, hvis du sammenligner kostnadene ved å produsere noe lignende med egne hender, ser kjøpet ut som en rasjonell beslutning.

Det eneste som forvirrer oss med kinesiske produkter er at de har en tendens til å plutselig slutte å virke i de mest uhensiktsmessige tilfellene. Derfor må den kjøpte enheten ofte bringes til utførelse - naturlig nok med egne hender. Men dette er mye enklere og enklere enn å lage en vindgenerator ladekontroller selv fra bunnen av.

For elskere av hjemmelagde produkter, har nettstedet vårt en serie artikler dedikert til produksjon av vindgeneratorer:

1. Gjør-det-selv vindgenerator fra en bilgenerator: vindturbinmonteringsteknologi og feilanalyse
2. Hvordan bygge blader for en vindgenerator med egne hender: eksempler på selvlagde vindturbinblader
3. Gjør-det-selv vindgenerator fra en vaskemaskin: instruksjoner for montering av en vindmølle
4. Hvordan beregne en vindgenerator: formler + praktisk eksempel på beregning

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Ønsket om å lage utstyr til hjemmebruk med egne hender er noen ganger sterkere enn den enklere løsningen - å kjøpe en billig enhet. Se hva som kom ut av dette i videoen:

Når vi vurderer mulighetene for å produsere elektronikk på egen hånd, uavhengig av formålet, må vi innse ideen om at tiden for "hjemmelaget" nærmer seg slutten.

Markedet er overmettet med ferdige elektroniske enheter og modulære komponenter for nesten alle husholdningsprodukter.Amatørelektronikkingeniører har nå bare én ting igjen å gjøre - å sette sammen byggesett for hjemmet.

Har du noe å tilføye, eller har du spørsmål om montering og bruk av kontrollere til en vindgenerator? Du kan legge igjen kommentarer, stille spørsmål og legge til bilder av dine hjemmelagde produkter - kontaktskjemaet er i den nedre blokken.